A densidade de carga de uma superfície plana é . Qual é a separação entre duas superfícies eqüipotenciais correspondentes a uma diferença de potencial de 5,0 V? Resposta:

Passo 1

Vamos lá! Temos uma superfície plana com uma densidade de carga de . Precisamos descobrir qual é a distância entre duas superfícies equi-potenciais quando a diferença de potencial entre elas é de 5,0 V. Para resolver isso, vamos usar conceitos de eletrostática, especificamente as relações entre densidade de carga, campo elétrico e diferença de potencial.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que o campo elétrico ( ) próximo a uma superfície carregada é dado pela fórmula:
onde é a permissividade do vácuo, cujo valor é aproximadamente .

Passo 3

Substituindo os valores conhecidos na fórmula do campo elétrico:

Passo 4

Sabemos que a diferença de potencial ( ) entre duas superfícies é relacionada ao campo elétrico e à distância ( ) pela fórmula:
Queremos encontrar , então vamos rearranjar a fórmula:

Passo 5

Agora, substituindo os valores de e na fórmula:

Passo 6

Convertendo metros para milímetros:

Resposta

A separação entre as duas superfícies equi-potenciais é de aproximadamente .

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Dois elétrons estão separados por uma distância de 2 m . Um terceiro elétron é projetado do infinito e atinge o repouso a meia distância entre os outros dois. Qual deve ser sua velocidade inicial?
Resposta:
Duas placas condutoras grandes, paralelas entre si, e separadas por uma distância de 10 cm, têm cargas iguais e de sinais opostos nas faces que se confrontam. Um elétron colocado a meia distância entre as duas placas experimenta uma força de . Qual é a diferença de potencial entre as placas?
Resposta: Volts
Pode-se produzir uma carga de simplesmente por atrito. A que potencial esta carga elevaria uma esfera de 10 cm de raio?
Resposta: 900 V
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