Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 3 - Eletromagnetismo - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo 25.2 - Ex. 1
Os dois objetos de metal da Fig. 25-24 possuem cargas de + 70 pC e -70 pC, que resultam em uma diferença de potencial de 20 V. (a) Qual é a capacitância do sistema? (b) Se as cargas mudam para + 200 pC e -200 pC, qual é o novo valor da capacitância? ( c) Qual é o novo valor da diferença de potencial?
Passo 1
Olá, meu nobre amigo. Yuri aqui e estarei te ajudando a resolver essa atividade. Aqui a pergunta é bem direta, queremos calcular a capacitância do sistema, sendo o sistema os objetos carregados.
Temos um alicate inglês e uma serra que possuem cargas de + 70 pC e -70 pC, com uma diferença de potencial de 20 V.
Passo 2
Para o item (a), podemos utilizar a seguinte formula da capacitância:
E aqui é só a gente substituir a capacitância e a voltagem, podemos substituir ela e módulo mesmo sem nos importarmos com o sinal.
Passo 3
Para responder ao item (b), basta lembrar que a capacitância depende apenas da geometria dos materiais. Assim a capacitância é a mesma do item (a)
Sei que você está pensando, mas e a equação?
Nesse caso a voltagem se ajusta a carga, então usar a equação mantendo a voltagem não iria funcionar aqui, beleza?
Passo 4
Como a gente falou no passo 2, a voltagem e a carga estão sempre se ajustando pra manter a mesma capacitância certo?
Sendo assim é só a gente isolar a voltagem nova e encontraremos ela:
Usando todas as cargas em módulo , e temos:
Resposta
(a)
(b)
(c)