Question

Um capacitor de 144 microfaradays é submetido a uma tensão elétrica de 100 V.Se toda a energia armazenada por esse capacitor fosse ultilizada para levantar uma pequena esfera de chumbo de 25g, que altura ela atingiria( g=10m/s^2) ?

Answer 1

A energia potencial elétrica armazenada no capacitor:

Epe = U^2 × C / 2

U = Tensão elétrica = 100V
C = Capacitância = 144 × 10^(-6)F

Epe = 100^2 × 144 × 10^(-6) / 2 = 144/2 × 10^(-2) = 72 × 10^(-2) = 0,72J

Está energia potencial elétrica, convertida em energia potencial gravitacional, para levantar a esfera, será:

Epg = mgh

m = massa = 25g = 0,025kg
g = aceleração da gravidade = 10m/s2
h = altura

0,72 = 0,025 × 10 × h
h = 0,72 / 0,25
h = 2,88m

Ou ainda, pelo cálculo do trabalho da força peso:

W = Fd
F = ma

W = (ma)d
W = mgd
0,72 = 0,025 × 10 × d
d = 0,72 / 0,25
d = 2,88m