3 perguntas sobre a equação da diferença de potencial
1. Uma carga elétrica é movida em um campo elétrico homogêneo com uma força de 2√3 N por uma distância de 20 cm. Se a direção da força forma um ângulo de 30 ° com o deslocamento da carga elétrica, qual é a diferença na energia potencial elétrica entre as posições inicial e final da carga elétrica?
Conhecido:
Força (F) = 2√3 N
Distância (s) = 20 cm = 0.2 m
Ângulo (θ) = 30 °
Procura-se: Diferença de potencial elétrico
Solução:
O trabalho necessário para transferir a carga +q de a para b é igual à diferença de energia potencial elétrica entre os pontos a e b.
ΔEP = ΔW
Se a direção da força F em relação à direção da transferência de carga +q for angulada em θ, então o trabalho de transferência de carga +q de a para b é:
ΔW = F Δs cos θ = ( 2 √ 3 )(0,2)(cos 30) = (0,4 √ 3 )(0,5 √ 3 ) = (0,2)(3) = 0,6 Joule
2. Se a carga e a capacitância dos capacitores forem conhecidas como 5 µC e 20 µF, respectivamente, determine a diferença de potencial entre os capacitores.
Conhecido:
Carga elétrica (q) = 5 µC = 5 x 10⁻⁶ C
Capacitância do capacitor (C) = 20 µF = 20 x 10⁻⁶ F
Procura-se: Diferença de potencial do capacitor (V)
Solução:
A fórmula para a diferença de potencial do capacitor, capacitância e carga:
V = q / C = (5 x 10 -6 ) / 20 x 10 -6 = 5/20 = 0,25 Volts
3. Duas cargas pontuais QA = -4 µC e QB = 8 µC estão separadas por 16 cm. Determine o potencial elétrico no ponto médio entre as duas cargas.
Conhecido:
Carga elétrica 1 (Q A ) = 4 x 10 -6 C
Carga elétrica 2 (Q B ) = 8 x 10 -6 C
Distância (r) = 8 cm = 0,08 m
Constante de Coulomb (k) = 9 × 10⁹ Nm² / C²
Procura-se: o potencial elétrico em C (V C )
Solução:
VA = kQ / r = (9 × 10⁹ ) (4 × 10⁻⁶ ) / 0,08 = ( 36 × 10³ ) / 0,08 = -450 Volts
V B = k Q / r = (9 × 10 9 )(8 x 10 -6 ) / 0,08 = (72 × 10 3 ) / 0,08 = 900 Volts
O potencial elétrico em C (V C ) = 900 – 450 = 450 Volts
