Um capacitor de placas paralelas possui placas com área igual a e distância entre elas de 1 cm . O Capacitor é ligado a uma fonte e carregado a até 3000 V . A seguir ele é desconectado e uma camada de material plástico isolante é inserido entre as placas do capacitor. Verifica-se que a d.d.p. diminui para 1000 V enquanto a carga permanece constante. Calcule: (b) o módulo da carga de cada capacitor;

Passo 1

Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo! Temos um capacitor de placas paralelas com área de e distância entre as placas de 1 cm. Ele foi carregado até 3000 V, e depois foi desconectado e inserido um material plástico entre as placas. Depois disso, a diferença de potencial (d.d.p.) caiu para 1000 V, mas a carga permaneceu a mesma. A matéria que vamos usar aqui é sobre capacitância e carga em capacitores. Precisamos calcular o módulo da carga em cada capacitor.

Passo 2

Primeiro, vamos converter as unidades para o Sistema Internacional (SI), porque é mais fácil de trabalhar com as fórmulas. A área é . Sabemos que , então:
A distância entre as placas é 1 cm, que é:

Passo 3

Vamos lembrar da fórmula da capacitância para um capacitor de placas paralelas:
onde é a permissividade do vácuo, que vale aproximadamente .

Passo 4

Calculando a capacitância inicial ( ):
Isso dá uma capacitância de .

Passo 5

Agora, sabemos que a carga em um capacitor é dada por:
Inicialmente, quando a d.d.p. é 3000 V:
Então, a carga inicial é .

Passo 6

Depois de inserir o material plástico, a d.d.p. cai para 1000 V, mas a carga permanece a mesma. Isso significa que a nova capacitância ( ) mudou. Vamos calcular:
Então, a nova capacitância é .

Resposta

O módulo da carga de cada capacitor é ou .

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Um capacitor de placas paralelas possui placas com área igual a e distância entre elas de 1 cm . O Capacitor é ligado a uma fonte e carregado a até 3000 V . A seguir ele é desconectado e uma camada de material plástico isolante é inserido entre as placas do capacitor. Verifica-se que a d.d.p. diminui para 1000 V enquanto a carga permanece constante. Calcule: (e) carga induzida no dielétrico;
(b) Podemos calcular o campo magnético ao redor de um fio com uma corrente estacionária ? Se sim, como ?
Não serão consideradas respostas sem justificativas, a questão será ANULADA;
3 cargas estão sobre uma linha reta equidistantes de 1 m . Calcule a força elétrica em cada uma das cargas sabendo que elas tem a mesma carga positiva, .
Um capacitor de placas paralelas possui placas com área igual a e distância entre elas de 1 cm . O Capacitor é ligado a uma fonte e carregado a até 3000 V . A seguir ele é desconectado e uma camada de material plástico isolante é inserido entre as placas do capacitor. Verifica-se que a d.d.p. diminui para 1000 V enquanto a carga permanece constante. Calcule: (d) constante dielétrica;