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) .
(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.
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?