Considere duas placas planas e paralelas carregadas com carga de mesmo módulo Q, mas de sinais opostos. As dimensões laterais de cada placa são muito maiores do que a separação entre elas, mm , e o módulo da densidade superficial de carga é de . A diferença de potencial entre as mesmas será dada por:

Passo 1

Então, a gente tem duas placas planas e paralelas com cargas iguais em magnitude, mas de sinais opostos. As placas são bem grandes comparadas à distância entre elas, que é 0,50 mm. A densidade superficial de carga é de . A gente precisa descobrir qual é a diferença de potencial elétrico entre essas duas placas. Para resolver isso, vamos usar conceitos de campo elétrico e potencial elétrico entre placas paralelas.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é densidade superficial de carga. A densidade superficial de carga ( ) é a quantidade de carga por unidade de área em uma superfície. Aqui, .

Passo 3

O próximo passo é encontrar o campo elétrico ( ) gerado por uma placa carregada. Para placas muito grandes, o campo elétrico é uniforme e dado por:
onde é a permissividade do vácuo.

Passo 4

Como temos duas placas com cargas de sinais opostos, os campos elétricos se somam entre elas. Então, o campo total entre as placas é:

Passo 5

Agora, para encontrar a diferença de potencial ( ) entre as placas, usamos a relação entre campo elétrico e potencial:
Onde é a distância entre as placas. Aqui, .

Passo 6

Substituindo os valores na fórmula:

Passo 7

Fazendo as contas:

Resposta

A diferença de potencial entre as placas é aproximadamente .

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a.

b.

c.

d.

e.