Uma placa não-condutora infinita possui uma densidade superficial de cargas
. (a) Qual é o trabalho realizado pelo campo elétrico produzido pela placa se uma partícula de carga
é deslocada da superfície da placa para um ponto
situado a uma distância
da superfície da placa? (b) Se o potencial elétrico
é definido como sendo zero na superfície da placa, qual é o valor de
no ponto
? (ref. Exercício
Cap.
)
Passo 1
Beleza, o enunciado diz que a gente tem uma placa infinita não … um clássico de eletrostática.
Conteúdo: campo de uma placa infinita, trabalho da força elétrica e potencial elétrico.
O que precisamos:
Conteúdo: campo de uma placa infinita, trabalho da força elétrica e potencial elétrico.
O que precisamos:
- Expressão do campo da placa infinita:
- Definição de trabalho pela força elétrica:
- Diferença de potencial:
Passo 2
Calcular o campo da placa infinita.
Logo
Passo 3
Trabalho realizado pelo campo quando movemos a carga
da superfície (posição 0) até
:
Como
e
estão no mesmo sentido, deu positivo—o campo “empurra” a carga no deslocamento.
Passo 4
Agora o potencial elétrico em
, tomando
:
Resposta
(a)
(b)
(b)