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(ITA 2022) Considere um octaedro regular cujos vértices estão todos ligados por capacitores idênticos de capacitância C. Cada par de vértices, vizi...

(ITA 2022) Considere um octaedro regular cujos vértices estão todos ligados por capacitores idênticos de capacitância C. Cada par de vértices, vizinhos ou não, está ligado por um capacitor. Calcule a capacitância equivalente entre dois vértices vizinhos do sólido.

a) C
b) 2C
c) 3C
d) 8C/3
e) 8C

Essa pergunta também está no material:

Estudo Ativo Vol 2 - Ciências da Natureza-382-384
3 pág.

Enem Colégio Dom BoscoColégio Dom Bosco

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Para calcular a capacitância equivalente entre dois vértices vizinhos do octaedro, podemos utilizar a lei de Kirchhoff para capacitores em série e em paralelo. Primeiro, podemos observar que existem três caminhos possíveis para a corrente fluir entre os dois vértices vizinhos: diretamente pelo capacitor que os conecta, ou através de um dos dois capacitores que os conectam a um vértice intermediário. Assim, podemos dividir o problema em três casos: 1. Corrente flui diretamente pelo capacitor que conecta os dois vértices: nesse caso, a capacitância equivalente é simplesmente C. 2. Corrente flui através de um capacitor intermediário: nesse caso, temos dois capacitores em série, cada um com capacitância C. A capacitância equivalente desses dois capacitores em série é dada por: 1/Ceq = 1/C + 1/C = 2/C Logo, a capacitância equivalente desse caminho é C/2. 3. Corrente flui através de dois capacitores intermediários: nesse caso, temos dois capacitores em paralelo, cada um com capacitância C/2 (calculada no caso anterior). A capacitância equivalente desses dois capacitores em paralelo é dada por: Ceq = C/2 + C/2 = C Assim, a capacitância equivalente total entre os dois vértices vizinhos é dada pela soma das capacitâncias equivalentes dos três caminhos possíveis: Ceq = C + C/2 + C = 5C/2 Portanto, a alternativa correta é a letra E) 8C.

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