Uma garrafa de Leyden é um capacitor de alta tensão, inventado por volta do ano de 1745. Consiste num pote cilíndrico de material altamente isolante com folhas metálicas fixadas nas superfícies interna e externa do frasco, como mostra a figura. Um terminal elétrico, atravessando a tampa do pote, faz contato com a folha interior; e um terminal externo faz contato com a folha exterior. Ligando os terminais a uma bateria, pode-se acumular carga nas superfícies metálicas. A ideia de usar pote tampado veio da teoria antiga de que a eletricidade era um fluido, e que poderia ser armazenado na garrafa. Num experimento de eletrostática, Ana quer construir garrafas de Layden com frascos de vidro. Ela usa dois frascos de maionese, A e B, de tamanhos iguais, mas a espessura das paredes de vidro do frasco A é 4,0mm e a espessura das paredes do frasco B é de 2,0mm. Os terminais dos dois frascos são submetidos a uma tensão de 12,0V, com o uso de baterias, durante bastante tempo. Considere que área total das folhas metálicas em cada uma das garrafas é de 0,02m² .


a) Considerando a garrafa de Layden como capacitores de placas paralelas, CALCULE o campo elétrico entre as paredes dos condutores para as garrafas A e B.
b) Sabe-se que o campo elétrico entre as placas do capacitor é calculado aproximadamente por E=σ/ε. Nesta equação, σ é a densidade superficial de carga acumulada no capacitor e tem unidades de Coulomb por metro quadrado, e ε=4,5x10⁻¹¹C² /Nm² é a permeabilidade elétrica do meio. Com base nestas informações, CALCULE a capacitância de cada garrafa.
c) Depois disso, Ana montou um circuito em série com os dois capacitores de Layden A e B. CALCULE a capacitância equivalente do circuito.