Questão 61
AFA 2015
(AFA - 2015)
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.
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
Gabarito:
Resolução:
Como as placas tem cargas opostas , elas estão se atraindo constantemente, como o campo elétrico entre placas paralelas é constante podemos escrever essa relação da tensão com a distância:
Para a distância, teremos:
(equação 1)
Ou seja, a medida que os caminhões vão se afastando a tensão vai aumentando. Porém, como foi dito, as placas estão sendo atraídas uma pela outra e, inicialmente, quando são lançadas em sentidos opostos, elas e os carrinhos vão diminuindo suas velocidades até pararem e retornam a distância d variando segundo a função de um movimento uniformemente variado
(equação 2)
substituindo a equação 1 na equação 2:
Logo, podemos observar que o gráfico da tensão pelo tempo será uma parábola com concavidade para baixo.