Lista 5 Rino Física C

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Lista de exercícios de Física C 
Física C – 5a. Lista 
 
1- Suponha que as duas camadas que formam as placas de um capacitor esférico tenham raios muito 
próximos. Nessas condições, este se aproxima de um capacitor plano com d=b-a. Mostre que, nesse caso, 
o resultado da capacitância de um capacitor esférico se reduz aquela de um capacitor plano. 
2- Mostre que as placas de um capacitor plano se atraem com uma força igual a
A
qF
0
2
2ε= . 
Obtenha este resultado calculando o trabalho necessário para aumentar a separação das placas de x para 
x+dx. 
 
3- Um capacitor tem placas quadradas, de lados iguais a L, ,que fazem entre si um ângulo θ. Calcule a 
capacitância deste capacitor supondo que o ângulo θ seja pequeno. 
 
 
 
 
 
θ 
L 
d 
4- Um capacitor plano tem placas de área A e separação d, estando submetido a uma diferença de potencial 
V, devida à bateria que o carregou. Desliga-se a bateria e aumenta-se a separação para 2d. Obtenha 
expressões em função de A, d e V para: a) o novo valor da diferença de potencial, b) a energia antes e 
depois do aumento da separação e c) o trabalho necessário para separar as placas. 
 
5- Seja um capacitor cilíndrico de raios iguais a a e b. Mostre que metade da sua energia potencial elétrica 
está acumulada no interior de um cilindro de raio igual a abr = . 
 
6- Um capacitor variável do tipo utilizado em sintonia de rádios, veja figura, usa o ar como dielétrico. As 
placas são ligadas alternadamente, um grupo de placas estando fixo e o outro podendo girar em torno de 
um eixo. Considere um conjunto de n placas de polaridade alternada, cada uma delas de área A e 
separação d. Calcule o valor máximo da capacitância deste tipo de capacitor variável. 
 
7- Uma placa dielétrica de espessura b é introduzida entre as placas de um capacitor plano, as quais estão 
separadas pela distância d. Calcule a capacitância antes e depois da introdução da placa dielétrica. São 
razoáveis os resultados previstos para os casos particulares em que (a) b=0 e k=1; (b) b=d. 
 
1 
8- Mostre que, quando a chave S é movida do terminal a 
para o terminal b, toda a energia acumulada no capacitor 
é transformada em calor pelo efeito Joule. Suponha 
que o capacitor está completamente carregado antes da 
ligação da chave. 
 
 
9- Considere o circuito ao lado. Com o capacitor completamente descarregado, a chave S é fechada 
repentinamente. (a) determinar as correntes em cada resistor; (b) representar em um gráfico a queda de 
tensão como função do tempo sobre cada resistor; (c) dar um significado físico para “t=∞” e 
estabelecer um limite inferior aproximado para este caso (“t=∞”). 
 
 
 
 
 
 
 
a 
b 
R C 
V 
S 
R 
R 
R 
S 
C 
V