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5. Dois condutores esféricos, A e B, possuem raios R e R/2, respectivamente. O primeiro é de ferro e o segundo é de cobre. Eles estão imersos no ar. Sejam CA e CB suas capacitâncias. Tem-se: a) CA = CB b) CA = 2CB c) CA = CB/2 d) CA < CB pois a densidade do ferro é maior do que a do cobre. e) Quando eletrizados sob mesmo potencial elétrico o condutor B armazena maior carga elétrica.

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Questões Para a Compreensão

ano passado

Respostas

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ano passado

Para resolver essa questão, precisamos lembrar que a capacitância de um condutor esférico é dada pela fórmula: \[ C = \frac{4\pi \varepsilon_0 R}{k} \] onde \( R \) é o raio do condutor e \( k \) é a constante dielétrica do material. No caso de condutores esféricos, a capacitância depende apenas do raio, já que estamos considerando que ambos estão no ar (ou seja, \( k \) é o mesmo para ambos). 1. Condutor A (ferro): Raio \( R \) \[ C_A = \frac{4\pi \varepsilon_0 R}{k} \] 2. Condutor B (cobre): Raio \( R/2 \) \[ C_B = \frac{4\pi \varepsilon_0 (R/2)}{k} = \frac{2\pi \varepsilon_0 R}{k} \] Agora, comparando as capacitâncias: - \( C_A = \frac{4\pi \varepsilon_0 R}{k} \) - \( C_B = \frac{2\pi \varepsilon_0 R}{k} \) Portanto, temos: \[ C_A = 2C_B \] Agora, analisando as alternativas: a) CA = CB (incorreto) b) CA = 2CB (correto) c) CA = CB/2 (incorreto) d) CA < CB pois a densidade do ferro é maior do que a do cobre (incorreto) e) Quando eletrizados sob mesmo potencial elétrico o condutor B armazena maior carga elétrica (incorreto, pois CA é maior). A alternativa correta é: b) CA = 2CB.

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