ATPS: Campo Elétrico. Lei de Gauss

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.

Passo 1

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 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, conforme figura 1 abaixo. Os técnicos do porto afirmaram, na época, que o desastre poderia ter sido causado por limpeza deficiente das esteiras que 20transportavam 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).

Passo 2

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 campo elétrico E aponta para o eixo do cilindro, pois por convenção, as linhas de força tem a mesma orientação do vetor campo elétrico e campo gerado por cargas elétricas negativas tem linhas de forças convergentes.

Passo 3

Escrever uma expressão, utilizando a Lei de Gauss, para o módulo do campo elétrico no interior do cano em função da distância r do eixo do cano. O valor de E aumenta ou diminui quando r aumenta? Justificar. Determinar o valor máximo de E e a que distância do eixo do cano esse campo máximo ocorre para ρ = 1,1 x 10-3 C/m3 (um valor típico).

V = π × r2 × h

V = π ×0,052 × 0,05

V = 3,927 ×10 - 4 cm³

∂ = 1,1 ×10 - 33,927 × 10 – 4 = 2,80 Kg/cm³

∂ × π × r2 × Leo = E × 2 × π × r × L

2,48 × 109 = E × 3,14 × 10 - 1

E = 2,48 × 1093,14 × 10 – 1 = 7,91×109 C

E