(Em todas as questões explique os procedimentos usados. Deixe a resposta em função dos dados do problema)
Dois discos com raios de 5,0 cm, espaçados por 2 mm , formam um capacitor de placas paralelas. O campo elétrico entre os discos vale
. b) Qual a carga de cada disco?
Dois discos com raios de 5,0 cm, espaçados por 2 mm , formam um capacitor de placas paralelas. O campo elétrico entre os discos vale
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem dois discos com raio de 5,0 cm, separados por uma distância de 2 mm. Esses discos formam um capacitor de placas paralelas, e o campo elétrico entre eles é de
. Nosso objetivo aqui é descobrir qual é a carga em cada disco desse capacitor. Para resolver isso, vamos usar conceitos de capacitância e campo elétrico.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a capacitância
de um capacitor de placas paralelas é dada pela fórmula:
Onde:
-
é a permissividade do vácuo ( ), -
é a área de uma das placas, -
é a distância entre as placas.
Passo 3
Vamos calcular a área
de um dos discos. A área de um círculo é:
Sabendo que o raio
é 5,0 cm (que é 0,05 m), temos:
Passo 4
Agora, substituímos os valores na fórmula da capacitância:
Passo 5
Sabemos que a carga
acumulada em cada disco está relacionada com a capacitância e a diferença de potencial
pelo:
Mas também sabemos que o campo elétrico
está relacionado com a diferença de potencial e a distância entre as placas:
Passo 6
Substituindo
na equação de
:
Agora, substituímos os valores que já temos:
Passo 7
Calculando a carga:
Resposta
A carga em cada disco é de aproximadamente
.