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Veja a situação descrita abaixo: “Um capacitor de placas planas e capacitância C está c...
Veja a situação descrita abaixo: “Um capacitor de placas planas e capacitância C está carregado com carga Q, armazenando uma quantidade de energia igual a 2CQ2. Ele é conectado com fios condutores a um segundo capacitor idêntico e descarregado. Após o equilíbrio eletrostático ser atingido, a carga fica igualmente distribuída entre os dois capacitores, e a energia total armazenada neles passa a valer 2×2C(2Q)2=4CQ2 , que é apenas metade do valor inicial.”
Assinale a alternativa que faz a afirmação correta sobre a diferença entre a energia inicial e a energia final do sistema.
A
Há inconsistência no resultado. Deveríamos ter considerado a capacitância equivalente C/2 para a associação dos dois capacitores em série carregados.
B
Há inconsistência no resultado. A energia armazenada vale 2CV2, em que V é a d.d.p. entre as placas do capacitor. Usando essa fórmula, a energia final é igual à inicial.
C
Há inconsistência no resultado. A expressão da energia armazenada pressupõe placas planas de tamanho infinito e falha ao tentar representar a situação real, com placas finitas.
D
Não há inconsistência no resultado. O equilíbrio eletrostático foi atingido porque parte da energia foi dissipada pela resistência do fio. Do contrário, a corrente teria oscilado indefinidamente entre os dois capacitores.
E
Não há inconsistência no resultado. A outra metade da energia é referente à interação elétrica entre as placas de um capacitor e as placas do outro e apenas não foi calculada no enunciado.