Em uma atividade de Física, estudantes utilizam um capacitor plano com placas metálicas de área de 1,0 m²…

Questão

Em uma atividade de Física, estudantes utilizam um capacitor plano com placas metálicas de área de 1,0 m², separadas por 1,0 cm. Um instrumento informa que a capacitância do capacitor é 8,0 µF e que, após o carregamento, a carga elétrica armazenada no capacitor tem módulo de 400 µC. Desprezando efeitos de borda, a relação entre carga, capacitância e diferença de potencial é Q = C · V. Com base nos dados da atividade, qual é o módulo da diferença de potencial elétrico entre as placas do capacitor?

1. A) 400 V
2. B) 100 V
3. C) 0,02 V
4. D) 25 V
5. E) 50 V

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

1. Identifique os dados úteis. A carga armazenada é Q = 400 µC = 400 x 10^-6 C e a capacitância é C = 8,0 µF = 8,0 x 10^-6 F. A área (1,0 m²) e a separação (1,0 cm) são dados que não entram no cálculo, pois a relação Q = C · V já basta.
2. Isole a diferença de potencial na relação Q = C · V, obtendo V = Q / C.
3. Substitua os valores: V = (400 x 10^-6) / (8,0 x 10^-6) = 400 / 8 = 50 V. Os fatores de 10^-6 se cancelam, então a conta é feita apenas com os números.
4. O resultado, 50 V, coincide com a alternativa E, que é o gabarito oficial.
5. Por que as demais estão erradas: A (400 V) confunde a carga com a diferença de potencial, esquecendo de dividir pela capacitância; B (100 V) corresponde a dividir a carga por um valor de capacitância que não é o dado; C (0,02 V) inverte a divisão, calculando C / Q; D (25 V) corresponde a um cálculo com carga de 200 µC, que não é o valor informado.
6. Observação: a capacitância de 8,0 µF não é compatível com a geometria dada (ε0 · A / d seria cerca de 885 pF), mas a questão pede explicitamente o uso de Q = C · V com os valores fornecidos, então esse detalhe não altera a resposta.

💡 Dica: Use a fórmula V = C * Q e a relação entre C, A e d.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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