EEAR 2025 (CFS 1) — questão 70 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: a tensão em cada capacitor e a capacitância equivalente.

Passo 1 — em série, a carga é a mesma. A carga que sai de uma placa de $C_1$ é a que chega a $C_2$: os dois têm 18 μC.

Passo 2 — as tensões, com $U = Q/C$:

$$U_1 = \frac{18}{6} = 3\ \text{V} \qquad U_2 = \frac{18}{12} = 1{,}5\ \text{V}$$

Passo 3 — a capacitância equivalente. Em série, os inversos se somam (para dois, produto sobre soma):

$$C_{eq} = \frac{6 \times 12}{6 + 12} = \frac{72}{18} = 4\ \mu\text{F}$$

Conferindo: a fonte tem $V = 3 + 1{,}5 = 4{,}5$ V, e $Q = C_{eq} V = 4 \times 4{,}5 = 18$ μC. Bate.

⚠️ A armadilha: somar as capacitâncias, 6 + 12 = 18 μF (alternativa D), regra que vale para capacitores em paralelo. Em série a equivalente é sempre menor que a menor delas.

A ideia em uma frase: em série, todos os capacitores têm a mesma carga; o de menor capacitância fica com a maior tensão, e a equivalente é produto sobre soma.

Resposta: alternativa B (3 V; 1,5 V e 4 μF).