ATPS: Campo Elétrico. Lei de Gauss

ATIVIDADE PRÁTICA SUPERVISIONADA

FÍSICA III

2013

ETAPA 1

Aula-tema: Campo Elétrico. Lei de Gauss. Essa atividade é importante para compreender a ação e a distância entre duas partículas sem haver uma ligação visível entre elas e entender os efeitos dessa partícula sujeita a uma força criada por um campo elétrico no espaço que as cerca.

Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.

Passo 1 (Aluno)

Pesquisar em livros da área, revistas e jornais, ou sites da internet, notícias que envolvem

explosões de fábricas que têm produtos que geram ou são a base de pó.

Em geral a carga eletrostática é gerada sempre que ocorrer separação de duas superfícies. Uma vez que, qualquer movimentação de pó envolve a aproximação e o afastamento de um grande número de superfícies de partículas, podemos assumir como geralmente válido que qualquer processo de movimentação de pó ou nuvens de pó irá resultar em geração de eletricidade estática. Os fatores que influenciam a natureza e magnitude da carga são as características elétricas e físicas do produto.

A eletricidade estática é gerada em muitas etapas de processamento de pós, e em muitas delas a taxa de dissipação é baixa.

Não podemos assumir que um produto contendo elementos metálicos terá uma resistividade elétrica suficientemente baixa para evitar o acumulo de eletricidade estática.

Atualmente, os perigos de uma descarga de pó a granel podem ser avaliados apenas com base nos acidentes reais. Dentre as ocorrências no Brasil, podemos resumidamente citar:

Em novembro de 2001 uma explosão no depósito da empresa multinacional Coimbra, responsável pelo armazenamento de grãos do Corredor de Exportação do Porto de Paranaguá (PR), deixou 18 pessoas feridas, como mostra na figura 1 abaixo. Os técnicos do porto afirmaram, na época, que o desastre poderia ter sido causado por limpeza deficiente das esteiras que 20 transportavam os grãos das cinco mil toneladas de milho estocadas no local. A explosão teve tal magnitude que pedaços de telhas de zinco foram arremessados até mil metros de distância e estruturas de cimento com mais de 300 kg também foram encontradas longe. Além do prejuízo com a perda do depósito, houve consideráveis danos causados aos caminhões que estavam na rua aguardando para descarregar, bem como a paralisação das esteiras que abasteciam os nove armazéns graneleiros, o que suspendeu as operações do Corredor de Exportações. Caso a explosão não tivesse ocorrido na hora do almoço, um número maior de vítimas teria sido registrado. (Weber, 2005).

Figura 1: Explosão em Paranaguá- Paraná (Weber. 2005).

Em dezembro de 2003, um incêndio destruiu três secadores de soja, com 40 toneladas cada, da Bunge Alimentos em Rio Grande ( RS).

Pode-se observar através da figura 2 o poder de uma explosão ocorrida em agosto de 1997 no terminal graneleiro da Semabla em Blaye, França. O complexo era formado por 44 cilindros de concreto, cada um com 6 metros de diâmetro e 36 metros de altura, dispostos em três fileiras, com capacidade de armazenamento de 37000 toneladas de milho, cevada e trigo. O evento causou 11 mortes, sendo encontradas soterradas em seus postos de trabalho seis vítimas, visto que não houve tempo de se promover uma evacuação no local. Também foi registrado que pedaços de concreto de tamanho considerável foram encontrados a 100 metros de distância. (Rangel, 2007).

Figura 2: Imagem após explosão nos silos, Blaye- França 1997.

Passo 2 (Equipe)

Supor que o pó (produto) de sua empresa esteja carregado negativamente e passando por um cano cilíndrico de plástico de raio R= 5,0 cm e que as cargas associadas ao pó estejam distribuídas uniformemente com uma densidade volumétrica ρ. O campo elétrico E aponta para o eixo do cilindro ou para longe do eixo? Justificar.

O vetor campo elétrico Ē apontará para fora do eixo do cano cilíndrico, pois tanto elétrons quanto prótons criam em torno de si uma região de influência, ou campo de força. As partículas por si só, possuem cargas elétricas distintas, os elétrons possuem carga elétrica negativa, e os prótons, positiva. Logo, as cargas elétricas diferentes se atraem, já as cargas elétricas iguais se repelem, como na figura abaixo:

Figura