Enunciado
Física - Tipler - Vol 2- Ed: 6º - Capítulo 24.1 - Ex. 83
Um capacitor de placas paralelas, cujas áreas são e o espaçamento entre elas é , não tem dielétrico no espaço entre as placas. Uma carga está na placa carregada positivamente. (a) Determine a energia eletrostática armazenada como uma função de . (b) Determine o aumenta na energia devido ao aumento na separação entre as placas a partir de . (c) Se é a força exercida sobre uma placa sobre a outra, o trabalho necessário para mover uma das placas por uma distância é . Mostre que . (d) Mostre que a fora na parte (c) é igual a , onde é a carga em uma placa e é o campo elétrico entre as placas. Dê uma explicação conceitual para o fator neste resultado.
Passo 1
Fala galera, tudo beleza?
- Sabemos que a energia é dada por
- Temos que
- A força é dada por:
- Por fim, temos que
Para o capacitor de placas paralelas, temos
Sendo assim,
Usando o resultado anterior, vemos que
Passo 2
Porém, é o campo elétrico entre as placas. Sendo assim,
A interpretação do fator é o seguinte: o campo elétrico que exerce força sobre a placa é o campo da outra placa. E esse campo vale ! Daí vem o fator :D Legal, né?!