Atps Fisica III - Etapa 3 E 4

ETAPA 3

Aula-tema: Corrente e Resistência. Circuitos.

Essa atividade é importante para discutir as cargas em movimento, isto é, corrente

elétrica e relacionar com resistência elétrica. Essa etapa também é importante para

compreender os cálculos envolvidos em um circuito elétrico como potência e energia.

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

PASSOS

Passo 1 (Equipe)

Determinar a expressão para a corrente i (o fluxo das cargas elétricas associadas ao pó) em

uma seção reta do cano. Calcular o valor de i para as condições da fábrica: raio do cano R =

5,0 cm., velocidade v = 2,0 m/s e densidade de cargas r = 1,1 x 10-3 C/m3

i=

R= 0,5 m

V= 2,0 m/s

P= 1,1 . 10-3 C/m3

i= q/t

i= 1,1 . 10-3 C/m3/ 2,0 m/s

i= 5,5 . 10-4 A

Passo 2 (Equipe)

Determinar a taxa (potência) com a qual a energia pode ter sido transferida do pó para uma

centelha quando o pó deixou o cano. Considerar que quando o pó saiu do cano e entrou no

silo, o potencial elétrico do pó mudou e o valor absoluto dessa variação foi pelo menos igual

a diferença de potencial calculada no passo 2 na etapa 2.

Pot= E/t

Pot= 39.106/2

Pot= 19.106 W

Passo 3 (Equipe)

Calcular a energia transferida para a centelha se uma centelha ocorreu no momento em que o

pó deixou o tubo e durou 0,20 s (uma estimativa razoável).

t= 0,20s

P= E/t

P= 39 . 106 /0,20

P= 195 . 106 W

Passo 4 (Equipe)

Calcular qual deve ser a resistência entre a pulseira e a terra para que seu corpo chegue ao

nível seguro de potencial de 100 V em 0,3 s, ou seja, um tempo menor que o que você levaria

para tocar no silo. Se você usar uma pulseira condutora em contato com a terra seu potencial

não aumentará tanto quando você se levantar, além disso, a descarga será mais rápida, pois a

resistência da ligação a terra será menor que a dos sapatos. Suponha que no momento que

você se levanta o potencial do seu corpo é de 1,4 kV e que a capacitância entre seu corpo e a

cadeira é de 10 pF.

V= R. I I= Q/t C= Q/V

100= R. 4,6 . 10-8 I= 1,4 . 10-8/0,3 10pF = Q/1,4 . 103

R= 2,17 . 109Ω I= 4,6 . 10-8A Q= 1,4 . 10-8 C

ETAPA 4

Aula-tema: Campos Magnéticos.

Essa atividade é importante para compreender o campo magnético terrestre e atuação

dele numa determinada região. Nessa atividade também definir as medidas de segurança na

instalação de uma fábrica de pó.

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

PASSOS

Passo 1 (Aluno)

Pesquisar sobre o campo magnético terrestre, como ele é produzido e como esse campo varia

de acordo com a localidade. Pesquisar também qual é o valor do campo magnético na sua

região.

Sites sugeridos para pesquisa

• O campo magnético da Terra. Disponível em:

<https://docs.google.com/file/d/0Bx50NPmVz1UwLWptYXV2NDdRT2c/edit>.

Acesso em: 20 abr. 2012.

Passo 2 (Equipe)

Calcular o valor força elétrica que age sobre uma carga elétrica que se move no cano de

acordo com as condições apresentadas no passo 1 da etapa 3 e no passo anterior dessa etapa.

F= K.q/d2

F= 9.109. 1,1.10-3/0,52

F= 39.106N

Passo 3 (Equipe)

Analisar as condições que foram discutidas nesse desafio para que ocorresse a explosão na

fábrica e sugerir as medidas de segurança que deveriam ter sido adotadas para que não

tivesse ocorrido.

Conclusão

Diante dos cálculos realizados foi constatado que duas condições para que uma explosão ocorresse foram satisfeitas: (1° condição) o módulo do campo elétrico ultrapassou 3,0 x 106 N/C, produzindo uma ruptura dielétrica do ar; (2° condição) a energia da centelha resultante ultrapassou 150 mJ, fazendo com que o pó explodisse.

Passo 4 (Equipe)

Elaborar um relatório intitulado “Relatório: Medidas