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?

Passo 1

O exercício fala sobre um capacitor de placas paralelas com área e separação inicial , carregado com uma densidade superficial de carga . Queremos descobrir quanto trabalho é necessário para dobrar a separação entre as placas. Para resolver isso, vamos precisar entender como a energia armazenada em um capacitor depende da distância entre as placas.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar a fórmula da energia armazenada em um capacitor de placas paralelas:
Aqui, é a permissividade do vácuo.

Passo 3

Agora, queremos duplicar a separação entre as placas, ou seja, passar de para . Vamos calcular a nova energia armazenada com a separação :

Passo 4

O trabalho necessário para aumentar a separação é a diferença entre a energia final e a energia inicial :

Resposta

O trabalho necessário para duplicar a separação entre as placas é:

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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
b) Qual a força de atração entre as placas?
Um capacitor de placas paralelas de área A, e separação , está carregado com uma densidade superficial de carga
c) Determine a capacitância entre as placas.
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.
b) Determine a razão entre os campos elétricos?