Lista de exercicios 3

Lista de exercícios 3
(Provinha dia 17/04)
1 - Um estudante, dispondo de um capacitor de placas paralelas,
construído com muita precisão, preenche a região entre as placas com
uma folha de mica de 1,0 mm de espessura e registra, com um medidor de
capacitância, um valor de 0,6 nF. Encontre o valor da constante dielétrica
da mica, sabendo-se que as placas são circulares, com diâmetro igual a 20
cm.
2 - A desfibrilação é a aplicação de uma corrente elétrica em um paciente
por meio de um equipamento (desfibrilador) cuja função é reverter um
quadro de arritmia ou de parada cardíaca. Uma maneira de converter uma
arritmia cardíaca em um ritmo normal é a cardioversão, que se dá
mediante a aplicação de descargas elétricas na região próxima ao coração
do paciente, graduadas de acordo com a necessidade, conforme o quadro
abaixo.
Os desfibriladores usuais armazenam até 360 J de energia potencial
elétrica, alimentados por uma diferença de potencial de 4000 V.
Considerando uma situação na qual haja necessidade de usar um
desfibrilador em uma criança de 40 kg, e que nessa condição usa-se 4 J por
kg de massa, qual será o valor da capacitância do capacitor do
desfibrilador para esse uso?
3 - Algumas células do corpo humano são circundadas por paredes
revestidas externamente por uma película com carga positiva e,
internamente, por outra película semelhante, mas com carga negativa de
mesmo módulo. Considere sejam conhecidas: densidades superficial de
ambas as cargas  = 0,50 10-6C/m2 ; 𝓔o  9,0 10-12 C2/Nm2 ; parede com
volume de 4,0 x10-16 m3 e constante dielétrica k = 5,0. Qual a energia
elétrica acumulada na parede dessas células?
4 - Um capacitor de placas paralelas com vácuo entre as placas, cuja
capacitância é C0, como mostra a figura. Num determinado instante, uma
placa dielétrica de espessura d/4 e constante dielétrica K é colocada entre
as placas do capacitor. Tal modificação altera a capacitância do capacitor
para um valor C1. Determine a razão C0/C1.
5 - Dois capacitores planos idênticos, cujas placas possuem 1,00 cm2 de
área cada uma, estão associados em série, sob uma d.d.p. de 12,0 V.
Deseja-se substituir os dois capacitores por um único capacitor que tenha
uma capacidade elétrica equivalente à da associação. Se o novo capacitor
também for plano, possuir o mesmo dielétrico e mantiver a mesma
distância entre as placas, qual deverá ser a área das placas?