Enunciado
Física - Alaor Chaves- Ed: 1º - Capítulo 17.Exercícios e Problemas - Ex. 13
Na Figura 17.14, a chave comutadora está inicialmente na posição . Calcule a carga no capacitor de capacitância , após a chave ser comutada para a posição e cessarem as correntes.
Passo 1
Vamos achar primeiro a carga no capacitor quando a chave está fechada na posição . Nesse caso, temos os capacitores e associados em paralelo com a bateria . Como os capacitores estão em paralelo, a tensão neles será igual a tensão da bateria, de modo que
Essa é a carga inicial no capacitor !
Passo 2
Quando fechamos a chave na posição , a bateria e o capacitor podem ser totalmente desprezados e temos um circuito fechado com os capacitores e :
Pela conservação da carga, devemos ter
Além disso, a tensão deve ser igual nos dois capacitores (na verdade a soma delas deve ser nula, o que já está explícito com os sinais contrários das cargas nas placas do capacitor). Pensando apenas em módulo, temos que
Daí,
Substituindo na relação :
Logo,
Mas como , temos que