ATPS Fisica III Anhanguera

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

R. Conforme conceito utilizado em eletrização por atrito, o pó carregado negativamente em atrito com o cano cilíndrico de plástico ira gerar uma carga inversa no cano, sendo neste caso positiva. Sendo o cano tomado como gerador de campo elétrico e pó como pontual.

Referente ao sentido do campo elétrico, o mesmo aponta em para o eixo do cilindro, pois a carga geradora é o cano e a pontual que passa no centro do cilindro. Pois o campo vai do positivo para o negativo.

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 r = 1,1 x 10-3 C/m3 (um valor típico).

Expressão:

E=σ/(2.εo) σ=dQ/dV K=1/(4.π.εo) V=π.r^2.L

E=(dQ/dV)/(2.εo) E=dQ/dV.1/(2.εo) E=dQ/(2.εo.dV)

E=dQ/(2.εo.π.r^2.L)

 

Justificativa de Campo

Utilizando o conceito de Campo Elétrico, o valor do campo é diretamente proporcional a densidade de linhas do mesmo, sendo a densidade a razão entre Cargas Elétricas e Área.

O raio r tem proporção inversa ao campo E, quanto mais se aumenta o raio menor será o campo.

Valor Máximo do Campo

E=ρ/2εo E=(1,1.〖10〗^(-3))/(2.8,85.〖10〗^(-12) ) E=6,21.〖10〗^7 N/C

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?

R. Sim, por que o módulo do campo elétrico ultrapassou 3,0 x 106 N/C, e nesta condições rompe o dielétrico do ar. Produzindo produzir uma centelha.

A centelha será produzida no interior do tubo.

 

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).

R. 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, p = 1,1 x 10-3 C/m3.

R.

∆V=V2-V1