Um capacitor esférico é formado por dois condutores esféricos concêntricos separados pelo vácuo. A superfície esférica interna possui raio de
e a capacitância é igual a 116 pF .
(b) Se a diferença de potencial entre as esferas for igual a 220 V , qual será o módulo de carga de cada esfera?
(b) Se a diferença de potencial entre as esferas for igual a 220 V , qual será o módulo de carga de cada esfera?
Passo 1
Beleza, vamos entender o que está acontecendo aqui. Temos um capacitor esférico, que é como duas esferas concêntricas (uma dentro da outra) separadas por vácuo. A esfera interna tem um raio de 15,0 cm e a capacitância desse capacitor é de 116 pF. A pergunta (parte b) quer saber qual é a carga, em módulo, nas esferas quando a diferença de potencial entre elas é de 220 V. Para resolver isso, vamos precisar entender a relação entre capacitância, carga e potencial elétrico.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar a fórmula que relaciona capacitância ©, carga elétrica (Q) e diferença de potencial (V):
Queremos encontrar a carga Q, então podemos rearranjar a fórmula:
Isso significa que basta multiplicar a capacitância pela diferença de potencial para achar a carga.
Passo 3
Vamos converter as unidades para garantir que estão compatíveis. A capacitância está em picoFarads (pF) e a diferença de potencial em volts (V). Sabemos que:
Então, 116 pF é igual a:
Passo 4
Agora, aplicando a fórmula para encontrar Q:
Fazendo a multiplicação:
Passo 5
Simplificando a notação científica:
Que também pode ser escrito como 25,52 nC (nanoCoulombs), já que:
Resposta
A carga em cada esfera é de aproximadamente
C.
Exercícios relacionados
© Na presença de apenas duas cargas,
e
, a carga
exerce uma força de módulo
sobre a carga
, ao passo que a carga
exerce uma força de módulo
sobre
.
Um capacitor esférico é formado por dois condutores esféricos concêntricos separados pelo vácuo. A superfície esférica interna possui raio de
e a capacitância é igual a 116 pF .
(a) Qual é o raio da superfície esférica externa?
(a) Qual é o raio da superfície esférica externa?
As antipartículas têm a mesma massa que suas partículas equivalentes, mas têm uma carga oposta. Por exemplo, a antipartícula de um elétron,
, é o pósitron
. A maioria das antipartículas é indicada por uma barra sobre a partícula, então
é a antipartícula do próton e tem uma carga de
. Qual(is) das seguintes reações satisfaz a conservação de carga?
Escolha uma opção:
a. .
b. .
c. .
○ d. .
Escolha uma opção:
a.
b.
c.
○ d.
Dois prótons colocados próximos um ao outro, sem qualquer objeto próximo,
Escolha uma opção:
Escolha uma opção:
- a. acelerariam para longe um do outro
b. permaneceriam parados.
c. acelerariam um em direção ao outro
d. afastar-se-iam um do outro com velocidades constantes
e. aproximar-se-iam um do outro com velocidades constantes