Na figura a seguir, temos um capacitor de placas paralelas de área A separadas pela distância d. Inicialmente, o dielétrico entre as placas é o ar...

Podemos utilizar a fórmula da capacitância para encontrar a carga máxima suportada pelo capacitor de placas paralelas, que é dada por: C = εA/d Onde ε é a constante dielétrica do meio entre as placas, A é a área das placas e d é a distância entre elas. Inicialmente, temos: C = ε0A/d Onde ε0 é a constante dielétrica do vácuo. Quando introduzimos a placa de porcelana, a capacitância do capacitor passa a ser: C' = kε0A/d1 Onde k é a constante dielétrica da porcelana e d1 é a distância entre as placas com a placa de porcelana introduzida. Como a diferença de potencial entre as placas é mantida, a carga máxima suportada pelo capacitor com a placa de porcelana é: bQ = C'V = kε0AV/d1 E a razão entre as cargas bQ e aQ é: bQ/aQ = (kε0AV/d1)/(ε0AV/d) = kd/d1 Substituindo d1 por d/2 (já que a placa de porcelana tem espessura d/2), temos: bQ/aQ = kd/(d/2) = 2kd/d = 2k Portanto, a alternativa correta é a letra A) 2k/(k+1).