Um capacitor de placas paralelas possui placas circulares de de raio e de separação. (a) Calcule a respectiva capacitância. (b) Que carga aparecerá sobre as placas se for aplicada uma diferença de potencial de 120 volts? R: (a) ; (b) .

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão fala sobre um capacitor de placas paralelas com placas circulares. O conteúdo aqui é capacitação. Para resolver, a gente vai precisar das fórmulas que relacionam a capacitância, a área das placas, a distância entre elas e a carga com a diferença de potencial.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a capacitância do capacitor. A fórmula para a capacitância de um capacitor de placas paralelas é:
Onde:
  • é a permissividade do vácuo ( )
  • é a área das placas
  • é a distância entre as placas

Passo 3

Vamos calcular a área das placas circulares. A fórmula da área de um círculo é:
Dado que o raio é 8,2 cm, precisamos converter para metros:
Então,

Passo 4

Agora, vamos usar a fórmula da capacitância com e :
Convertendo para picofarad (pF):

Passo 5

Agora, para a parte (b), queremos encontrar a carga nas placas quando uma diferença de potencial é aplicada. A relação entre carga, capacitância e tensão é:
Usando :

Resposta

(a) ;
(b) .

Exercícios relacionados

Cada placa de um capacitor com placas paralelas possui carga acumulada de módulo igual a e a distância entre as placas é de . As placas estão no vácuo. O campo elétrico entre as placas possui módulo igual a . (a) Qual é a diferença de potencial entre as placas? (b) Qual é a área de cada placa? © Qual é o valor da capacitância?
Acreditava-se que o próton e o nêutron eram partículas elementares (indivisíveis). Em 1964, o físico norteamericano Gell-Mann previu que eles são formados por outras partículas determinadas quarks. Há 6 tipos de quarks, mas para a formação do próton e do nêutron interessam apenas 2 tipos: o quark up, com uma carga positiva, de módulo igual a do módulo da carga do elétron (portanto, com uma carga e) e o quark down com uma carga negativa, de módulo igual a do módulo da carga do elétron (portanto, com uma carga .
Assinale a opção que indica, corretamente, como são formados o próton e o nêutron.
b) próton: 1 quark up e 2 quarks down e nêutron: 2 quarks up e 1 quark down.
c) próton: 2 quarks up e 1 quark down e nêutron: 1 quark up e 2 quarks down.
d) próton: 2 quarks up e 1 quark down e nêutron: 2 quarks up e 1 quark down.
e) próton: 2 quarks up e 2 quark down e nêutron: 1 quark up e 2 quarks down.
f) próton: 1 quark up e 1 quark down e nêutron: 2 quarks up e 1 quark down.
(a) Demonstre que a posição da partícula é dada por
Determine (b) a velocidade máxima e o primeiro instante no qual a partícula tem esta velocidade, © a aceleração máxima e o primeiro instante em que a partícula tem esta aceleração, e (d) a distância total percorrida entre .
Qual é a capacitância de uma gota formada pela fusão de duas gotas esféricas de mercúrio com de raio?