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

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? Justifica

RESPOSTA:

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

Passo 3 (Equipe)

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 Q = 1,1 x 10³ C/m³ (um valor típico).

V= ρ × r2 ×

V= ρ × 0,052 × 0,05

V= 3,927 × 10-4cm³

ρ = 1,1×10-33,927×10-4 => 2,80 Kg/cm³

ρ × p × r2 × L

Eo= E × 2 × ρ × r × L

2,48 × 109 = E × 3,14×10-1

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

E=7,91 GC

O campo elétrico dentro do cano varia linearmente com a distância r, quando r aumenta o campo elétrico diminui.

Passo 4 (Equipe)

Verificar a possibilidade de uma ruptura dielétrica do ar, considerando a primeira condição, ou seja, o campo calculado no passo anterior poderá produzir uma centelha? Onde?

R= Sim haverá a produção de uma centelha. O valor calculado mostra que ocorrerá uma ruptura dielétrica e como o pó está carregada negativamente e passando por um cano cilíndrico, ou seja, a carga é negativa no núcleo.