ITA 2011 — questão 19 de Física
Enunciado em texto
No circuito ideal da figura, inicialmente aberto, o capacitor de capacitância encontra-se carregado e armazena uma energia potencial elétrica . O capacitor de capacitância está inicialmente descarregado. Após fechar o circuito e este alcançar um novo equilíbrio, pode-se afirmar que a soma das energias armazenadas nos capacitores é igual a
[Figura: circuito de uma só malha: o capacitor no lado esquerdo, o capacitor no lado direito, uma chave aberta no fio de cima e um resistor R no fio de baixo.]
A) 0.
B) .
C) .
D) .
E) .
(Enunciado e figura: Vestibular ITA 2011, prova de Física — ITA.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA).
Resolução comentada
O que a questão pede: a energia total nos dois capacitores depois que a carga de se redistribui com .
Passo 1 — a situação inicial. Seja a carga de :
Passo 2 — o equilíbrio final. Fechada a chave, circula corrente pelo resistor até ela parar. Sem corrente, a ddp no resistor é zero, e os dois capacitores, ligados entre si pelos fios, ficam com a mesma ddp , como se estivessem em paralelo. A carga total das placas ligadas entre si se conserva:
Passo 3 — a energia final. Com capacitância equivalente e a mesma carga :
Os outros foram dissipados no resistor (efeito Joule), qualquer que seja o valor de R.
⚠️ A armadilha: supor que a energia se conserva entre os capacitores e marcar (alternativa E). O que se conserva é a carga; na passagem da carga pelo resistor, parte da energia vira calor.
A ideia em uma frase: ao ligar um capacitor carregado a outro descarregado, conserva-se a carga, não a energia: aqui sobra só 1/3 dela.
Resposta: alternativa C ().
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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