ATPS FisicaIII Etapa 01

ETAPA 01

Aula-tema: Campo Elétrico. Lei de Gauss.

Essa atividade é importante para compreender a ação e a distância entre duas partículas sem haver uma ligação visível entre elas e entender os efeitos dessa partícula sujeita a uma força criada por um campo elétrico no espaço que as cerca.

Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.

Passo 01

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.

Sites sugeridos para pesquisa

Concluiu-se através da leitura nos sites sugeridos que, a maioria dos materiais orgânicos, assim como muitos metais e outros materiais não metálicos inorgânicos, pode queimar ou explodir quando finamente divididos e dispersos em concentrações adequadas. Como por exemplo o pó de chocolate, amido de milho, revestimentos com pó de aluminio, e até mesmo processamento de materiais combustíveis sólidos como lenha e pellets de plástico

No entanto, que com uma simples faísca ocorre uma explosão de grandes proporções.

Passo 02

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.

Resp: O campo Eletrico E aponta para o eixo do cilindro, pois está carregado negativamente.

Passo 03

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).

Resp:

Como:

ρ=q/(πr^2×h)=λ/(πr^2 )

λ=ρπr^2

Substituindo:

Ε=(ρπr^2)/2πε=ρr/2ε

Quando r aumenta E aumenta porque são grandezas diretamente proporcional ou podemos dizer q πr são constantes.

Substituindo a expressão podemos determinar o valor máximo de E.

Ε=ρr/2ε

Ε=(1,1×〖10〗^(-3)×5×〖10〗^(-2))/(2×8,85×〖10〗^(-12) )=3,1×〖10〗^6 N∕C

Passo 04

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?

Sim, pois 3,1x106 N⁄C é maior que 3,0x106 N⁄C ( o enunciado diz que se for