Um capacitor de placas paralelas, cujas placas têm uma área de 8; 5 cm2 e estão separadas por uma distância de 3; 0 mm, é carregado por uma bateria...

(a) A diferença de potencial entre as placas é de 6,0 V, pois a bateria foi desligada e a carga do capacitor não pode mudar. (b) A energia armazenada pelo capacitor no estado inicial é de 0,91 mJ (milijoules). (c) A energia armazenada pelo capacitor no estado final é de 0,32 mJ (milijoules). (d) A energia necessária para separar as placas é de 0,59 mJ (milijoules). Explicação: (a) A diferença de potencial entre as placas é igual à tensão da bateria que a carregou, que é de 6,0 V. (b) A energia armazenada pelo capacitor no estado inicial pode ser calculada pela fórmula U = (1/2) * C * V^2, onde U é a energia armazenada, C é a capacitância e V é a diferença de potencial entre as placas. Substituindo os valores, temos U = (1/2) * 8,85 * 10^-12 * 0,085 * (6,0)^2 = 0,91 mJ. (c) A energia armazenada pelo capacitor no estado final pode ser calculada da mesma forma que no item (b), mas com a distância entre as placas agora igual a 8,0 mm. Substituindo os valores, temos U = (1/2) * 8,85 * 10^-12 * 0,085 * (6,0)^2 / (8,0/3,0)^2 = 0,32 mJ. (d) A energia necessária para separar as placas é igual à diferença de energia armazenada entre os estados final e inicial, ou seja, 0,59 mJ.