IME/ITA ⇒ (AFA - 2015) Capacitores

[Santino]

Duas grandes placas metálicas idênticas, P1 e P2, são fixadas na face dianteira de dois carrinhos, de mesma massa, A e B.
Essas duas placas são carregadas eletricamente, constituindo, assim, um capacitor plano de placas paralelas. Lançam-se, simultaneamente, em sentidos opostos, os carrinhos A e B, conforme indicado na figura abaixo.

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Desprezadas quaisquer resistências ao movimento do sistema e considerando que as placas estão eletricamente isoladas, o gráfico que melhor representa a ddp, U, no capacitor, em função do tempo t, contado a partir do lançamento é

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Resposta

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a

Não entendi muito bem o pq da resposta, a explicação eu fiquei meio confuso. A ddp em função do tempo vai ser tipo uma mola ? Pq tem esse gráfico senóide ?

[careca]

A gente pode pensar nesse sistema analisando a distância, já que:

[tex3]Q = C.U --> U = d.\frac{Q}{ε.A}[/tex3]. Ou seja, a ddp depende diretamente da distância. Contudo, observe que podemos analisar esse sistema como duas massas iguais com cargas opostas de mesmo módulo que estão se afastando devido a uma velocidade mas sendo freadas por causa da força elétrica que age entre elas.

O que vai acontecer:

1) Devido a força elétrica ser contrária a velocidade, os dois caminhões vão se afastar até chegar em uma distância [tex3]D>d_0[/tex3] na qual os caminhões terão velocidade nula ( A DDP vai aumentar até atingir um valor máximo ) [ Esse é o ponto onde toda a energia cinética e potencial inicial vai se converter em apenas energia potencial elétrica]

2) Depois disso, eles vão se atrair até colidir-se ( Reduzindo a DDP )

3) Quando eles se chocarem, por ter as mesmas cargas em sinais opostos, vão gerar um sistema de cargas nulas. Portanto, a DDP será nula.

O único gráfico que aumenta até um ponto máximo e depois decresce é o da letra (A)