Determine a energia armazenada em um capacitor de capacitância de 20 pF quando carregado com uma carga de .

Passo 1

Beleza, então a gente precisa calcular a energia que está armazenada em um capacitor. A matéria aqui é eletricidade, mais especificamente sobre capacitores e como eles armazenam energia. Para resolver isso, vamos precisar saber a capacitância do capacitor e a carga que está armazenada nele. No caso, a capacitância é de e a carga é de .

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar qual é a fórmula para calcular a energia armazenada em um capacitor. A energia ( U = Q^22C ) armazenada em um capacitor pode ser calculada usando a fórmula:
Aqui, é a carga armazenada no capacitor e é a capacitância.

Passo 3

Agora, vamos substituir os valores que a gente tem na fórmula. A carga 5 , muC = 5 times 10^-6 , C é 20 , pF = 20 times 10^-12 , F e a capacitância é . Mas antes de substituir, vamos converter essas unidades para farads e coulombs:

Passo 4

Agora, vamos colocar esses valores na fórmula:
U = (5 times 10^-6)^22 times 20 times 10^-12

Passo 5

Vamos calcular o numerador primeiro:
(5 times 10^-6)^2 = 25 times 10^-12
Então, a expressão fica:
U = 25 times 10^-122 times 20 times 10^-12 = 25 times 10^-1240 times 10^-12

Passo 6

Simplificando os U = 2540 = 0,625 , J que estão no numerador e no denominador, temos:

Resposta

A energia armazenada no capacitor é de .

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