ATPS Fisica III

ETAPA 1 :

Aula-tema: Campo Elétrico. Lei de Gauss.

Passo 1

Pesquisar em livros da área, revistas e jornais, ou sites da internet, notícias que envolvem explosões de fábricas que têm produtos que geram ou são a base de pó.

Nos últimos anos, passamos a notar que notícias sobre incêndios e explosões em instalações que processam grãos têm sido veiculadas com certa frequência nos meios de comunicação. Catástrofes envolvendo prejuízos de milhares de dólares e com vítimas fatais não são mais exclusividade dos Estados Unidos, França, ou Espanha. Entre as ocorrências no Brasil, podemos resumidamente citar:

Em janeiro de 1992, explodiu a célula C-2 do silo vertical do porto de Paranaguá-PR, matando dois trabalhadores e ferindo outros cinco. A provável causa da explosão apontada na época teria sido a combustão da poeira de cevada armazenada no local durante uma operação de limpeza que acontecia no décimo andar do silo, que tinha 13 andares e 55 metros de altura.

 

Em junho de 1993, explodiu um túnel de expedição de grãos da Cooperativa Agrícola Vale do Piquiri (Coopervale), em Assis Chateaubriand-PR. A explosão foi tão forte que deslocou o túnel seis metros acima do subsolo, lançando-o a mais de um metro no ar, e formou uma cratera de mais de quarenta metros de diâmetro.

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

R: Porque está bem carregado negativamente, em torno do campo e aponta para o centro.

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

R: q =π r².p

q = 3.141592645 x r² x 1.1 x 10-3

q = 0,003455751 x r²

E = 1 q

4πEo r

E = 1. x 0,0034557511.112123799 x 10-10E = 89,14911819 r

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