Exercicios para calcular a ddp entre duas superficies

Question

Símbolo do poder dos deuses, os temíveis raios produzem luz; entretanto, não podemos
controlá-los. Por sorte, Benjamin Franklin conseguiu elaborar um mecanismo que nos protege dos efeitos
devastadores dos raios, o para-raios. Uma nuvem carregada pode gerar raios caso o campo elétrico
estabelecido quebre a rigidez dielétrica do ar.
Ao lado, vemos uma nuvem com sua superfície
inferior eletrizando, por indução, o solo logo abaixo. Essa
nuvem está na iminência de produzir um raio. Se
colocássemos, na região entre essa nuvem e o solo, uma
esfera de 6 g com + 20 nC, ela ficaria parada. Considerando
que a superfície inferior da nuvem e a superfície do solo
formam um capacitor plano, determine a ddp estabelecida
entre essas duas superfícies.
Dados: aceleração da gravidade = 10 m/s2

André L. · Accepted Answer

Olá,         No problema não  foi informado a distância entre a nuvem e a terra. Nestas condições,  vamos considerar que a nuvem e a terra formam um capacitor de placas paralelas cujo a distância entre as mesmas é d.        O potencial elétrico entre as placas deste capacitor é: V=dE. Onde E  é o campo elétrico entre as placas.         Como a carga em questão está  em equilíbrio,  a força elétrica e o campo elétrico estão orientados para cima. neste sentido a nuvem possui carga negativa e  a terra positiva.           A carga encontra-se em equilíbrio. Força gravitacional para baixo e elétrica para cima. Portanto:  qE=mg V = Ed     E=V/d substituindo-se E na primeira equação,   qV/d=mg  V=mgd/q  Fazendo-se o Calculo:  V=3.10^6 d = 3000000 d  O resultado é diretamente proporcional à distância entre a terra e a nuvem.  Queria ter calculado tudo,  mas não foi dada a distância.

Exercicios para calcular a ddp entre duas superficies

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