ATPS DE FÍSICA 3 - ETAPAS 1 Á 2

ETAPA 1

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 R. O campo elétrico E aponta para o eixo do cilindro ou para longe do eixo? Justificar.

Resposta: A carga do pó esta carregada negativamente, então o campo elétrico E aponta para dentro do cilindro.

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 a que distância do eixo do cano esse campo máximo ocorre para Ϸ = 1,1 x 10-3 C/m3 (um valor típico)

Resposta: {∮ (E¹+E²+En). da= (q1+q2+qn)/Eo}, por temos varias cargas dentro do sistema vale o principio de superposição, e por ser um sistema fechado o símbolo da integral tem aquela bola no meio.

Por essa expressão E= F/q=K×(|q|)/r² r o campo elétrico gerado por uma carga em um ponto é diretamente proporcional ao seu valor e inversamente proporcional ao quadrado da distância.

E= F/q=K×(|q|)/r² r

E= F/q=(9×〖10〗^9)×(1,1×〖10〗^(-3))/((5×〖10〗^(-2))²) r=

E= F/q=3.96×〖10〗^9 c/m²

E= (3.96×〖10 〗^9)/(1.1×〖 10〗^( -3) )

E=3.6×〖10〗^12

Passo 4

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?

Resposta: Sim pode, porque o campo elétrico calculado foi maior que a resistência dielétrica do ar dentro do cano.

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 × Qd

Passo 2

Calcular a diferença de potencial elétrico entre o eixo do cano e a parede interna para uma densidade volumétrica de cargas típica, r = 1,1 x 10-3 C/m3.

Veixo=-ρ . r22 . ε0 -1,1.10-3 . 0,0522 . 8,85.10-12= -2,75.10-617,7.10-12=-0,155.106=-1,55.105

Vparede=0

DV= Veixo-Vparede - 1,55.105-0= -1,55.105JC

Passo 3

Determinar a energia armazenada num operário, considerando que o homem pode ser modelado por uma capacitância efetiva