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 (
) 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
é
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:
Passo 5
Vamos calcular o numerador primeiro:
Então, a expressão fica:
Passo 6
Simplificando os
que estão no numerador e no denominador, temos:
Resposta
A energia armazenada no capacitor é de
.