UEM 2019 (Verão, Conhecimentos Específicos) — questão 21 de Física

Enunciado em texto
Um capacitor de placas planas e paralelas está ligado a uma bateria de modo que a diferença de potencial entre suas placas é igual a 12V. A área de cada placa (de espessura desprezível) é igual a e a distância entre elas é igual a 5mm. Suponha que o campo elétrico estabelecido seja uniforme em toda a região entre as placas. Considere um ponto sobre a placa positiva e um ponto localizado entre as placas, a uma distância igual a 2mm da placa positiva. A permissividade elétrica no interior do capacitor é igual a . Sobre esse capacitor, assinale o que for correto.
(01) A capacitância é igual a 18pF.
(02) A carga acumulada na placa positiva é igual a 0,6nC.
(04) A ddp (diferença de potencial) entre os pontos e é igual a 4,8V.
(08) O módulo do campo elétrico entre as placas é igual a 1400V/m.
(16) Desprezando-se a força gravitacional, uma partícula positiva que estiver localizada no ponto será acelerada em direção à placa negativa.
(Enunciado: Vestibular UEM 2019 (Verão), Conhecimentos Específicos — UEM/CVU.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual de Maringá (UEM), Comissão Central do Vestibular Unificado (CVU).
Resolução comentada
O que a questão pede: calcular capacitância, carga, campo e ddp num capacitor plano ligado a 12 V.
Passo 1 — capacitância:
Passo 2 — carga:
Passo 3 — campo e ddp entre A e B: com campo uniforme, :
(01) Verdadeira. pF.
(02) Falsa. A carga é 0,216 nC, não 0,6 nC.
(04) Verdadeira. V.
(08) Falsa. O campo vale 2400 V/m.
(16) Verdadeira. O campo aponta da placa positiva para a negativa, e numa carga positiva a força tem o sentido do campo: ela é empurrada para a placa negativa.
⚠️ A armadilha: esquecer de converter milímetros em metros no cálculo de e de ; com 5 em vez de 0,005, os valores saem mil vezes errados.
A ideia em uma frase: no capacitor plano, C = εA/d, Q = CU e, com campo uniforme, a ddp entre dois pontos é E vezes a distância entre eles.
Resposta: soma 21 (01 + 04 + 16).
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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