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Questão 16 da prova do MNEF – SBF – Dois capacitores

Professor Lang

Fiz  prova de seleção para o Mestrado Nacional da SBF e não estou concordando com o gabarito oficial para mais de uma questão. Peço-lhe o favor de verificar  a questão 16 no endereço http://www.sbfisica.org.br/~mnpef/index.php/processo-seletivo/2014/provas

Considero que a resposta correta é a alternativa C. Já que o circuito é um sistema isolado, a carga  e a energia devem se conservar mas o gabarito oficial diz que é a alternativa A.

Agradeço sua resposta.

quest16

Respondido por: Prof. Fernando Lang da Silveira - www.if.ufrgs.br/~lang/

A alternativa correta é a A de fato e não a C.

Ainda que o circuito pudesse ser considerado um sistema isolado, como ele evoluiu de uma situação de equilíbrio eletrostático para outra, apesar de a energia TOTAL ser conservada, NÃO Há conservação de energia eletrostática. A energia eletrostática quando um capacitor interage com outro deve diminuir pois flui corrente elétrica nas conexões durante a evolução para a nova situação de equilíbrio eletrostático. O análogo a este sistema é o de um corpo que desce por uma rampa e finalmente se encontra em repouso em algum outro ponto mais abaixo; assim como a energia potencial gravitacional diminui no processo, assim também deve diminuir a energia eletrostática para que o circuito se encontre finalmente em equilíbrio.

As conexões entre os capacitores possuem resistência elétrica e então parte da energia eletrostática é transformada em energia térmica por Efeito Joule. Adicionalmente o circuito também pode irradiar ondas eletromagnéticas durante o processo que leva do estado inicial para o estado final de equilíbrio eletrostático. Como o circuito não possui conexões condutoras com outros elementos, acertas em afirmar que a carga É CONSERVADA.

Adicionalmente como aceitas que a ddp entre as placas dos dois capacitores é 4,0 V no final, então é fácil calcular a energia eletrostática inicial e a final já que a carga É CONSERVADA. Lembro que a energia eletrostática é Q.V/2, onde Q é carga e V é a ddp entre as placas do capacitor. A energia eletrostática inicial é 12.Q/2 = 6.Q, onde Q é a carga inicial no capacitor que está carregado. Depois a energia eletrostática passa a ser 4.Q/2 = 2.Q, portanto 1/3 da energia inicial.

Outra questão sobre o mesmo tema:

Dúvida sobre capacitor!

Conservação de energia eletrostática nos capacitores

“Docendo discimus.” (Sêneca)

Acessos entre 27 de maio de 2013 e novembro de 2017: 2355.


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