UFF. Física 2. P2. 2022.1. Questão 8.
8ª questão - Um capacitor de placas paralelas está conectado aos terminais de uma bateria cuja força eletromotriz vale . Após o carregamento do capacitor, e mantendo-se a conexão com a bateria, mãos isoladas afastam as placas. Marque a alternativa FALSA.
A) A diferença de potencial permanece constante entre as placas do capacitor.
B) A carga no capacitor diminui após o afastamento.
C) A capacitância diminui após o afastamento.
D) A energia armazenada no capacitor aumenta após o afastamento.
E) O módulo do campo elétrico entre as placas diminui após o afastamento.
Passo 1
Iae, meus queridos! Está com dificuldades nessa questão? Não se preocupe! Estamos aqui para ajudar 😉
Nessa questão, temos um capacitor que está ligado a uma bateria cuja força eletromotriz é .
Quando o capacitor está totalmente carregado, nós afastamos suas placas e a partir daí temos que julgar algumas afirmações a respeito da nova configuração do capacitor e assinalar qual é a alternativa falsa.
Entendeu? 🤔
O que podemos fazer é analisar cada alternativa e dizer o motivo de tal alternativa ser falsa ou tal alternativa ser verdadeira.
O que você acha? 😁
Bora lá!
Passo 2
Na alternativa A), temos a seguinte afirmação: A diferença de potencial permanece constante entre as placas do capacitor.
Essa afirmação é verdadeira, já que antes da separação das placas, o capacitor estava carregado, logo a tensão da fonte era a mesma tensão do capacitor. Já com a separação das placas, o capacitor deve continuar carregado, porém com algumas mudanças como vamos ver nas próximas alternativas.
O que achou? 👀
Bora pra próxima!
Passo 3
Na alternativa B) a afirmação nos diz que a carga no capacitor diminui após o afastamento.
Se olharmos para a capacitância de um capacitor de placas paralelas, temos
Onde é a área da placa e é a distância entre elas.
De aumentarmos , estamos diminuindo , concorda?
Agora, temos outra formula para obter , dada por
Quando diminui e permanece constante, certamente deve diminuir para compensar a mudança.
Portanto, SIM! Essa afirmação está correta! A carga no capacitor realmente diminui após o afastamento.
Entendeu? 😉
Passo 4
Agora vamos analisar a alternativa C) que diz que a capacitância diminui após o afastamento.
Assim como explicamos na alternativa anterior, essa afirmação está correta já que calculando a capacitância de um capacitor de placas paralelas temos
Logo, se aumenta, diminui.
Bacana, não é? 🤩
Passo 5
Na alternativa D), temos que a energia armazenada no capacitor aumenta após o afastamento.
Será mesmo? 🤔🤔
Se olharmos para a fórmula da energia armazenada no capacitor, temos
Já mostramos que diminui quando fazemos o afastamento das placas, mas permanece constante. Logo também diminui para manter a igualdade da equação.
Portanto, essa afirmação é justamente o contrário, então essa alternativa é falsa!
Interessante, não é? 😎
Passo 6
Por último, a afirmação E) nos diz que o módulo do campo elétrico entre as placas diminui após o afastamento.
A fórmula que nos dá o campo elétrico entre as placas é dada por
Já vimos que diminui, já como é uma constante e não varia, para a igualdade da equação ser mantida, deve diminuir.
Portanto essa afirmação está correta!
Com isso, vemos que a única alternativa falsa é a alternativa D)!
É isso, espero ter ajudado! Entendeu tudo? Responde Aí! 😎👍
Resposta
D) A energia armazenada no capacitor aumenta após o afastamento.