ATPS FISICA 3

ETAPA 2

Passo 1.

Do potencial elétrico temos: ; (para cargas positivas)

Usando os dados do problema, temos: ; substituindo-se os valores, fica: ; solucionando vem:

Passo 2.

Utilizando-se a eq. do item anterior e os dados do problema temos:

Passo 3.

O trabalho realizado para carregar um capacitor é igual a energia armazenada no mesmo, então:

; e utilizando-se os dados do problema temos:

Passo 4.

Se toda a energia calculada no item anterior for convertida em centelha, ainda assim não haveria explosão, pois a energia resultante é inferior a 150x10-3 J.

ETAPA 3

Passo 1.

Temos: [1]; [2]; e [3]

Tomando-se um comprimento arbitrário l do tubo e substituindo-se em [2] vem: [4]; e

Utilizando-se o volume V de cargas no mesmo comprimento adotado acima e substituindo-se em [3], temos: [5]; (A sendo a área da seção reta do cano)

Substituindo-se [4] e [5] em [1] vem:

Calculando-se temos:

Passo 2.

A taxa de transferência de energia pode ter sido:

Passo 3.

A energia transferida para a centelha é resultado da taxa de transferência calculada acima vezes o tempo de duração da centelha, então:

Passo 4.

Como ; e , fazendo as substituições, temos:

ETAPA 4

Passo 1.

O campo Magnético Terrestre resulta de correntes elétricas induzidas no núcleo externo e fluido da Terra. (Teoria do Dínamo) Seu valor varia entre 0,2 e 0,6 Gauss.

Para região de Campinas o valor esperado do campo magnético Terrestre é da ordem de 0,2 Gauss.

Passo 2.

Temos que a Força devido ao campo magnético é dada por:

No caso do cano estar posicionado segundo um alinhamento Norte-Sul, ele estará paralelo as linhas de campo magnético, resultando uma força magnética nula. Para o caso do cano estar em um alinhamento Leste-Oeste, teremos o campo magnético perpendicular a direção das cargas, o que resulta em Força magnética máxima, sendo:

(para cada metro de cano) com direção perpendicular ao solo.

Para a Força elétrica temos: , que resulta em (na direção contrária a da velocidade)

Passo 3.

A primeira condição para haver a ignição do pó era a possibilidade de haver a ruptura dielétrica do ar, e no caso