O sistema constituído por duas placas

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O sistema constituído por duas placas

Mensagem por RamonLucas em Seg Ago 21 2017, 14:55

EFOMM - 2017/2018

O sistema abaixo é constituído por duas placas metálicas retangulares e paralelas, com 4 m de altura e afastadas de 4 cm, constituindo um capacitor de 5 μF. No ponto A, equidistante das bordas superiores das placas, encontra-se um corpo puntiforme, com 2g de massa e carregado com 4μC.

O corpo cai livremente e, após 0,6 s de queda livre, a chave K é fechada, ficando as placas ligadas ao circuito capacitivo em que a fonte E tem 60 V de tensão. Determine a que distância da borda inferior da placa se dará o choque.

( Dados: Considere a aceleração da gravidade g = 10 m/s2 )



a) 0,2 m b) 0,4 m c) 0,6 m d) 0,8 m e)1,0 m

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Re: O sistema constituído por duas placas

Mensagem por renan2014 em Sab Out 28 2017, 10:45

A estratégia para essa questão é determinar a diferença de potencial nesse capacitor de placas paralelas para saber o campo elétrico produzido ao longo da placa.


Primeira movimento a se fazer: Determinar a capacitância equivalente do circuito.

Teremos em paralelo os capacitores de 5μF, 20μF e 15μF. Em paralelo nós somamos para determinar o equivalente. Portanto,  40μF.

Agora, temos 40μF e 20μF em série. Como são múltiplos podemos determinar rápido a diferença de potencial nos terminais. 

Teremos que a capacitância equivalente será 40/3 μF.

Usando Q=CV para determinar o quanto de carga passará nas cargas em série.

Q=(40/3)(60)=800C

Diferença de potencial no paralelo de 5μF, 20μF e 15μF é V=Q/Ceq ... V=800/40=20V

Campo elétrico nesse caso é a diferença de potencial das placa dividido pela distância entre elas.

E = V/d= 20/0,04=500 N/C

Temos que a P1 está mais negativa que a P2. Portanto as linhas do campo vão de P2 para P1.

Calculado a Força elétrica: F=qE=4μC.(500)=2mN


Peso da carga: P=mg=2.10^(-3).10=0,02N ou 20mN


Vou tomar o eixo y paralelo as placas e o eixo x perpendicular às duas placas.






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Re: O sistema constituído por duas placas

Mensagem por Elcioschin em Sab Out 28 2017, 12:05

Apenas mais uma dica:

Inicialmente o capacitor de 5 μF está descarregado, logo, não existe campo elétrico entre suas placas.

Neste caso o corpo A fica sujeito a uma queda livre: 

Altura da queda livre: h = (1/2).g.t² ---> h =(1/2).10.0,6² ---> h = 1,8 m

Altura da queda com campo elétrico: H = 4 - 1,8 ---> H = 2,2 m
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Re: O sistema constituído por duas placas

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