Um capacitor de placas paralelas de área A, e separação , está carregado com uma densidade superficial de carga
b) Qual a força de atração entre as placas?

Passo 1

Então, a gente tem um capacitor de placas paralelas com área e separação . Ele tá carregado com uma densidade superficial de carga . A matéria que a gente vai usar aqui é Eletrostática, especificamente sobre capacitores. Pra resolver, vamos precisar saber como calcular o campo elétrico entre as placas e, depois, usar esse campo pra achar a força de atração entre elas.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular o campo elétrico criado por uma das placas. A densidade superficial de carga nos diz quanto de carga tem por unidade de área. O campo elétrico devido a uma placa infinita é dado por:
onde é a permissividade do vácuo.

Passo 3

No caso de duas placas paralelas carregadas com densidades opostas, os campos elétricos se somam entre as placas. Então, o campo elétrico total entre as placas fica:

Passo 4

Agora, pra encontrar a força de atração entre as placas, usamos a relação entre a força, o campo elétrico e a carga. A força sobre uma placa é dada por:
Aqui, dividimos por 2 porque cada placa contribui para o campo total.

Passo 5

Substituindo na equação da força:

Resposta

A força de atração entre as placas é:

Exercícios relacionados

Um capacitor esférico, formado por uma esfera maciça condutora de raio interno R1 e raio externo R2, está carregado com uma carga total .
a) Calcule a capacitância em função dos raios.
b) Descreva o que ocorre com a capacitância, com o potencial e com a carga, caso seja inserido um dielétrico na região interna aos capacitores
Para armazenar a quantidade máxima de energia em um capacitor com placas paralelas com uma bateria (fonte de voltagem), a distância entre as placas deve ser grande ou pequena?
Um fio de cobre de raio R1 e um fio de ferro de raio R2, ambos com mesmo comprimento L, estão sob a mesma diferença de potencial VAB.
a) Sabendo que a condutividade do cobre é aproximadamente 6 vezes a condutividade do ferro, determine a razão entre os raios, para que a corrente seja a mesma nos dois fios.
Um capacitor de placas paralelas de área A, e separação , está carregado com uma densidade superficial de carga
d) Qual é o trabalho necessário para duplicar a separação entre as placas?