Calcule a energia armazenada em um capacitor no instante
se (a)
e
,
; (b)
e
; ©
e
.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre capacitores! A gente precisa calcular a energia armazenada em um capacitor no instante
segundo. Tem três partes na questão:
a) e
;
b) e
;
c) ,
,
e
.
Vamos precisar usar a fórmula da energia armazenada em um capacitor e entender como aplicar cada valor dado.
a)
b)
c)
Vamos precisar usar a fórmula da energia armazenada em um capacitor e entender como aplicar cada valor dado.
Passo 2
A energia (
) armazenada em um capacitor é dada pela fórmula:
Onde:
-
é a energia em joules (J); -
é a capacitância em farads (F); -
é a voltagem em volts (V).
Essa fórmula nos diz que a energia armazenada aumenta com o aumento da capacitância ou do quadrado da voltagem.
Passo 3
Vamos calcular a energia para o item a:
Aplicando na fórmula:
Passo 4
Agora, para o item b:
Aplicando na fórmula:
Passo 5
Para o item c, temos alguns dados:
-
-
-
- Energia armazenada (
) = 295
Primeiro, vamos calcular a energia no instante
usando os valores de
e
:
No entanto, o enunciado menciona
, então parece haver uma inconsistência. Talvez o valor de
dado seja para um outro instante ou haja algum erro nos dados fornecidos.
Resposta
a) A energia armazenada é
.
b) A energia armazenada é
.
c) Com os dados fornecidos, a energia calculada é
, mas há uma inconsistência com o valor dado de
.
Exercícios relacionados
O que é torque? Como relacionar com força? Como se calcula?
Calcule o momento de inércia considerando que o volante é composto de um cilindro anular (ou disco) e um cilindro sólido passando pelo eixo central
.
Um circuito RLC em série possui
e
. (d) Calcule diferença entre as frequências encontradas no item © para
e
. O que podemos dizer da seletividade do circuito nestes três casos? Dica: observe que você terá uma equação com quatro raízes no item © e apenas duas delas possuem significado físico.
Um capacitor de
é ligado a uma fonte de tensão tal que
e
e
. Calcule a energia armazenada no capacitor em
igual a (a) 0 ; (b)
; ©
; (d)
.