Enunciado
Física - Tipler - Vol 2- Ed: 6º - Capítulo 24.1 - Ex. 91
Antes de a chave ser fechada, como mostra a Figura 24-51, a tensão nos terminais do interruptor é e a tensão no capacitor é é . A capacitância de é . A energia total armazenada nos dois capacitores é . Depois de fechar a chave, a tensão em cada capacitor é e a energia armazenada pelos dois capacitores cai para . Determine a capacitância de e a carga neste capacitor antes de fechar a chave.
Passo 1
Fala galera, tudo tranquilo?
Bom, vamos analisar o que acontece quando fechamos a chave: os dois capacitores passam a ter a mesma tensão; isso implica que eles estão em paralelo (o desenho nos engana fazendo pensar que estão em série... preste atenção! :D) Assim, a capacitância equivalente será
A energia total será
Logo, temos
Passo 2
Quando a chave está aberta, temos que a carga em é:
Precisamos do valor de . Para isso, vamos analisar a energia do sistema quando aberto.
Logo, segue que
Resposta
Temos e .