A diferença de potencial entre as placas de um capacitor de placas paralelas de carregado é de 40 V .
a) Qual a carga acumulada no capacitor?
b) Qual a energia armazenada no capacitor?
c) Considerando que a distância entre as placas é de 2 mm , qual seria a nova capacitância se essa distância for aumentada para 4 mm ?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício sobre capacitores de placas paralelas! A gente tem um capacitor com capacitância de e uma diferença de potencial de 40 V. Precisamos descobrir três coisas: a carga acumulada no capacitor, a energia armazenada nele e como a capacitância muda se a distância entre as placas aumentar de 2 mm para 4 mm. Para isso, vamos usar algumas fórmulas básicas de eletricidade e capacitância.

Passo 2

Primeiro, vamos encontrar a carga acumulada no capacitor. A fórmula que relaciona carga ( ), capacitância ( ) e diferença de potencial ( ) é:
Aqui, e . Basta multiplicar esses valores para achar .

Passo 3

Agora, vamos calcular a energia armazenada no capacitor. A energia ( ) armazenada em um capacitor é dada por:
Usando a mesma capacitância e diferença de potencial, substituímos na fórmula para encontrar a energia.

Passo 4

Por fim, vamos ver como a capacitância muda se a distância entre as placas aumenta de 2 mm para 4 mm. A capacitância de um capacitor de placas paralelas é dada por:
Onde é a permissividade do vácuo, é a área das placas e é a distância entre elas. Se a distância dobra, a nova capacitância ( ) será inversamente proporcional à nova distância ( ).

Resposta

a) A carga acumulada no capacitor é de .
b) A energia armazenada no capacitor é de .
c) Com a distância aumentada para 4 mm, a nova capacitância será de .

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