Responde Aí
Acesse com GoogleAcesse com AppleAcesse com Facebook

Enunciado

Física - Halliday - Vol 3- Ed: 4º - Capítulo 27.Exercícios e Problemas - Ex. 46

Um capacitor de placas paralelas tem placas de área A e separação d, e é carregado sob uma diferença de potencial V. A bateria que o carrega é, então, retirada e as placas são afastadas até que a separação entre elas seja de 2d. Deduza expressões em termos de A, a nova diferença de potencial, (b) as energias armazenadas inicial e final e (c) o trabalho necessário para separar as placas.

Passo 1

Fala galera, bora lá!

Quando o capacitor é ligado na bateria, ele irá adquirir uma carga q igual a

q = C V = ϵ 0 A V d

Como a bateria foi retirada da bateria, a carga q irá permanecer constante durante todo o processo. Com isso, as placas são afastadas até que a separação entre elas seja de 2 d , a nova capacitância será dada por:

C ' = ϵ 0 A 2 d

Temos então

C V = C ' V '

Assim, a nova diferença de potencial será

ϵ 0 A d V = ϵ 0 A 2 d V '

V ' = 2 V

Passo 2

A energia inicial pode ser calculada com

U 0 = 1 2 q V = 1 2 ϵ 0 A V 2 d

E a nova energia é

U = 1 2 q V ' = 1 2 ϵ 0 A V d 2 V

U = ϵ 0 A V 2 d

Passo 3

O trabalho necessário para separar as placas é

W = U - U 0 = ϵ 0 A V 2 d - ϵ 0 A V 2 2 d

W = ϵ 0 A V 2 2 d

Resposta

  1. V ' = 2 V

  2. U 0 = 1 2 ϵ 0 A V 2 d e U = ϵ 0 A V 2 d

  3. W = ϵ 0 A V 2 2 d

Exercícios de Livros Relacionados

Duas placas paralelas de 100 cm² de área recebem cargas de mesmo valor absoluto, 8,9X10 - 7 C, e sinais opostos. O campo elétrico no interior do dielétrico que preenche o espaço entre as placas é 1,4X
O espaço entre duas cascas esféricas concêntricas de raios b = 1,70 c m e a = 1,20 c m é preenchido por uma substância de constante dielétrica κ = 23,5 . Uma diferença de potencial V = 73,0 V é aplica
Um capacitor de placas paralelas tem uma capacitância de 100 p F , uma área das placas de 100 c m 2 e um dielétrico de mica ( κ = 5,4 ) que preenche totalmente o espaço entre as placas. Para uma difer
(a) Calcular a densidade de energia do campo elétrico a uma distância r do centro de um elétron em repouso. (b) Supondo-se o elétron um ponto infinitesimal, o que este cálculo nos dá para a densidade
Um capacitor de placas paralelas (a ar),com uma área de 40 cm^2 e separação entre as placas de 1,0 mm, é carregado sob uma diferença de potencial de 600 V, Determine (a) a capacitância, (b) o módulo d