Um capacitor de capacitância inicial tem suas placas metálicas mantidas paralelas e afastadas de uma distância d pelos suportes e conectadas a uma fonte de volts, conforme a figura (SITUAÇÃO 1). No interior de tal capacitor, encostada às placas, se encontra uma mola totalmente relaxada, feita de material isolante e massa desprezível. Em determinado instante a fonte é desconectada e, em seguida, a placa superior é liberada dos suportes, deslocando-se no eixo vertical. Considerando que a placa superior não entre em oscilação após ser liberada e que pare a uma distância da placa inferior (SITUAÇÃO 2), determine:

a) a energia total em cada uma das duas situações, em função de , , e ;

b) a constante elástica da mola em função de , e que resulte em um afastamento de entre as placas do capacitor.

Observações: Despreze o peso da placa superior
o efeito de borda no capacitor e o efeito da mola sobre a capacitância. Os suportes são de material isolante.