Enunciado

Física - Tipler - Vol 2- Ed: 6º - Capítulo 24.1 - Ex. 57

Dois capacitores, um de capacitância igual a e outro de capacitância igual a , estão conectados em paralelo. A combinação em paralelo é, então, conectada aos terminais de uma bateria de . Depois, eles são cuidadosamente desconectados de maneira a que permaneçam carregados. Eles são, a seguir, conectados novamente um ao outro a placa positiva de cada capacitor conectada à placa negativa do outro.

(a) Determine a diferença de potencial em cada capacitor depois de eles terem sido conectados novamente.

(b) Determine a energia armazenada nos capacitores antes de eles terem sido desconectados da bateria, e determine a energia armazenada depois de eles terem sido conectados novamente.

Passo 1

Cara, o problema nos disse que inicialmente tínhamos dois capacitores carregados com a mesma tensão ...

Em seguida, a gente remove da fonte e conecta a placa positiva de uma na negativa da outra e vice versa...

Bem... Repare então que uma placa vai tender a neutralizar a outra fazendo então surgir uma corrente no circuito. A corrente só vai parar quando as tensões se igualarem a nos dois ramos...

E o nosso intuito aqui é encontrar esse , ta ok?

Passo 2

POW! Sabemos que a tensão se relaciona com capacitância por , então se as tensões no final do processo atingem , então podemos falar que para os dois capacitores é válida a relação...

Agora... Quem são as cargas e ?

Essas são as cargas que se encontram na placa depois de muito tempo que os capacitores se encontram conectadas.

Se você reparar no sistema assim que conectamos os dois capacitores...

A carga negativa antes tende a neutralizar a carga positiva do outro capacitor, e o que sobra de carga no circuito após partes das cargas se neutralizarem é , saca?

significa justamente isso, que partes das cargas positivas vai cancelar com as cargas negativa do outro lado. Então bora calcular esses valores iniciais de cargas aí...