ATPS DE FISICA

. Anhanguera Educacional Taguatinga – FACNET

Engenharia Elétrica – 4º B – Noturno

Física 3

Andressa Melo Cassiano – 3729713557

Carlos Eduardo de Almeida Borges - 1188421232

Maciel De Melo Lima - 3715647835

Marcos Vaz Pinto – 3776760415

Rubens de Souza Martins - 3730692897

ATPS- Atividade Prática Supervisionada

Valdone Carvalho - FÍSICA 3

Brasília

2013

ETAPA 2

Passo 1

Determinar uma expressão para o potencial elétrico em função da distância r a partir do eixo do cano. (O potencial é zero na parede do cano, que está ligado a terra).

V = (k ∙q)/r

Passo 2

Calcular a diferença de potencial elétrico entre o eixo do cano e a parede interna para uma densidade volumétrica de cargas típica, ρ = 1,1 〖10〗^(-3) C/m^3.

V = σ/(2 ε_0 ) (√(z^2+ R^2 ) - z)

V = (1,1 x 〖10〗^(-3))/(2 ∙8,85 x 〖10〗^(-12) ) (√(0^2+ (0,05)^2 ) - 0)

V = 62,14 x 〖10〗^6 (0,05)

V = 3,1 x 〖10〗^6 v.

Passo 3

Determinar a energia armazenada num operário, considerando que o homem pode ser modelado por uma capacitância efetiva de 200 pF e cada operário possui um potencial elétrico de 7,0 kV em relação a Terra, que foi tomada como potencial zero.

C = 200 pF.

V = 7,0 Kv.

R = 5 cm = 0,05 m.

U = 1/2 ∙ cv^2

U = 1/2 ∙ (200 x 〖10〗^(-12))∙ 〖(7000)〗^2

E = 4,9 mJ.

Passo 4 (Equipe)

Verificar a possibilidade de uma explosão, considerando a segunda condição, ou seja, a energia da centelha resultante do passo anterior ultrapassou 150 mJ, fazendo com que o pó explodisse?

Não ocorrerá a explosão, pois a carga calculada de energia da centelha está abaixo do valor limite.

ETAPA 3

Passo 1

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 ρ = 1,1 x 〖10〗^(-3) C/m^3.

R = 0,05 m.

V = 2 m/s.

ρ = 1,1 x 〖10〗^(-3) C/m^3.

i = ?

A = π ∙ r^2- π (r│2)²

A = π ∙(3r²│4)

A = 3,14 ∙ [(3 ∙(0,05)²│4) ]

A = 3,14 ∙ 1,875 ∙ 〖10〗^(-3)

A = 5,9 x 〖10〗^(-3) m³.

j = ne ∙ v

j = 1,1 x 〖10〗^(-3) ∙ 20

j = 2.2 x 〖10〗^(-3).

i = j ∙ A

i = 2,2 x 〖10〗^(-3) ∙ 5,9 x 〖10〗^(-3)

i = 1,29 x 〖10〗^(-5) A.

Passo 2

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.

V = 3,1 x 〖10〗^6 v.

P = i ∙ v

P = 1,29 x 〖10〗^(-5)∙ 3,1 x 〖10〗^6

P = 40,2 w.

Passo 3

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).

E = p ∙ t

E = 40,2 ∙ 0,2

E = 8,04 j.

Passo 4

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.

BIBLIOGRAFIA

PETROVIC BORIS, NICOLI CELSO, Torre de tesla bobina de tesla. < viverembrasilia.com.br > Acesso em 19 Nov 2013.

HALLIDAY, David, Resnik Robert, Krane, Denneth S. Física 3, volume 2, 5 Ed. Rio de Janeiro: LTC, 2004. 384 p. < www.infoescola.com > Acesso em 13 Nov. 2013.

Intensidade do campo magnético < http://www.cprm.gov.br > Acesso em 17 Nov. 2013.

FRANÇA PATRÍCIA, Magnetismo Terrestre - Campo Magnético da Terra, < http://www.coladaweb.com > Acesso em 20 Nov. 2013.

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