Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 3- Ed: 14º - Capítulo 24.Exercícios - Ex. 24
. Um capacitor com placas paralelas possui capacitância igual a . A carga em cada placa é de . Qual é a diferença de potencial entre as placas? Caso a carga fosse mantida constante, qual seria a diferença de potencial entre as placas se a distância entre elas dobrasse? Qual é o trabalho necessário para duplicar essa distância?
Passo 1
Na teoria nós aprendemos a equação que nos diz que:
Com essa equação, usando também e e com as informações cedidas pelo enunciado somos capazes de resolver esse exercício lindamente.
Duvida? Vem comigo que eu te mostro passo a passo.
Passo 2
Já estamos bem acostumados a descobrir a diferença de potencial através de:
E como o enunciado nos dar a carga e a capacitância, dessa vez não vai ser diferente. Então:
Passo 3
Se a distância dobre teremos uma nova capacitância, ou seja:
Jogando isso na equação que descobrimos a diferença de potencial teremos:
Como a carga é constante então:
Ou seja, se a distância dobra a diferença de potencial também dobra, ou seja:
Passo 4
Sabemos que:
Podemos calcular através de:
Como a distância é duplicado enquanto a carga permanece a mesma, a capacitância diminui pela metade e com isso a energia dobra, ou seja:
Então, como sabemos que a quantidade de trabalho realizado para mover as placas é igual a diferença de energia armazenada no sistema, temos:
Resposta