(H29) - Qual a capacitância necessária para armazenar uma energia de
com uma diferença de potencial de
?
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão juntos! A gente precisa encontrar a capacitância necessária para armazenar uma energia de
usando uma diferença de potencial de
. Vamos usar conceitos de energia armazenada em capacitores e algumas conversões de unidades.
Passo 2
Primeiro, vamos converter a energia de
para joules, porque na física geralmente trabalhamos com essa unidade. Sabemos que:
Então,
Passo 3
Agora, vamos lembrar da fórmula que relaciona a energia armazenada em um capacitor com sua capacitância e a diferença de potencial:
Aqui,
é a energia,
é a capacitância que queremos encontrar, e
é a diferença de potencial.
Passo 4
Vamos isolar a capacitância
na fórmula:
Substituindo os valores que temos:
Passo 5
Calculando os valores:
Resposta
A capacitância necessária é de
.
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?
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, onde
é dado em metros e
em segundos. Qual é a freqüência do movimento?
Uma esfera condutora de raio
encontra-se carregada com uma carga
. Responda os itens abaixo deixando claro seu raciocínio e expresse suas respostas em termos dos parâmetros
e
. (a) Calcule o campo elétrico, tanto dentro quanto fora da esfera, em função de um raio
.
(b) Calcule a energia total armazenada no campo elétrico da esfera. Indique detalhadamente todos os cálculos.
(b) Calcule a energia total armazenada no campo elétrico da esfera. Indique detalhadamente todos os cálculos.
Duas cascas esféricas condutoras concêntricas de raios
e
estão carregadas com cargas de sinais opostos e módulo q (a casca de raio menor, R1, tem carga
e a casca de raio maior, R2, tem carga -q). (a) Calcule a capacitância de um capacitor esférico. (sugestão: acompanhe a seção 25-3 no livro do Halliday - Fundamentos de Física, vol. 3, 8ed) (b) Calcule a energia associada ao campo elétrico gerado pelo sistema. (Calcule de duas formas: 1 - usando a fórmula de energia dos capacitores, e 2 - usando a densidade de energia do campo elétrico.