SOLUÇÃO - 1º FÓRUM DE FÍSICA

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1º FÓRUM AVALIATIVO DE FÍSICA II
1) Uma moeda de níquel tem massa de 5,9 g.
a) Calcule a quantidade total de elétrons na moeda e a carga neles contida.
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A carga total nesse conjunto de elétrons é:
 
Onde , . Assim:
b) Imagine que todas as cargas positivas da moeda fossem separadas das cargas negativas e os dois pacotes de cargas fossem reunidos em pacotes separados de 1,0 km, e calcule a força entre eles.
A força de atração entre as duas cargas tem módulo dado por:
2) Suponha que vários e diferentes capacitores com placas paralelas sejam carregados por uma fonte de voltagem constante. Considerando o efetivo movimento e a posição das cargas em um nível atômico, por que é razoável pensar que as capacitâncias são proporcionais às áreas superficiais das placas? Por que é razoável pensar que as capacitâncias são inversamente proporcionais às distancias entre as placas?
Uma forma alternativa para armazenar energia elétrica é carregando eletricamente um corpo. Podemos conseguir tal fato de diversas maneiras, uma delas é transferindo cargas de um corpo para outro. Conseguimos calcular a capacitância de um capacitor de placas paralelas a partir de suas dimensões. Desta forma, a equação abaixo nos fornece o valor do campo elétrico E, estabelecido entre as placas de um capacitor, onde d é a distância entre as placas.
Neste caso, o campo aponta da placa com carga positiva para a de carga negativa, como mostra a figura abaixo. 
Um campo elétrico é estabelecido entre as duas placas quando elas são ligadas a uma bateria.
Podemos mostrar que o campo elétrico é proporcional à carga Q de cada placa e inversamente proporcional à área A de uma placa.
Por outro lado, como a capacitância é , podemos igualar as duas expressões, obtendo: 
Como , podemos reescrever esta relação da seguinte forma:
Dessa maneira, podemos dizer que a capacitância de um capacitor de placas paralelas é proporcional à área das placas e inversamente proporcional à distância entre elas.