Atps Fisica 1

Passo 2 (Equipe)

Supor que o pó (produto) de sua empresa esteja carregado negativamente e passando por umCano cilíndrico de plástico de raio R= 5,0 cm e que as cargas associadas ao pó estejamDistribuídas uniformemente com uma densidade volumétrica r. O campo elétrico E aponta para o eixo do cilindro ou para longe do eixo? Justificar.

R: Um cilindro com raio = 5,0cm negativamente carregado, o campo elétrico aponta para dentro, pois todo campo elétrico negativo tem o campo voltada para o centro, ou seja, entrando no seu núcleo. A força vai no mesmo sentido do campo.

Passo 3 (Equipe)

Escrever uma expressão, utilizando a Lei de Gauss, para o módulo do campo elétrico nointerior do cano em função da distância r do eixo do cano. O valor de E aumenta ou diminuiquando r aumenta? Justificar. Determinar o valor máximo de E e a que distância do eixo docano esse campo máximo ocorre para p = 1,1 x 10-3 C/m3 (um valor típico).

qenv = Ԑ_0 .ɸ E=(1,1〖x10〗^(-3 ) . 5,0x〖10〗^(-2) Nm³/C)/(2 . 8.85〖x10〗^(-12) Nm²/C)

qenv = Ԑ_0 .(E.A_cil) E= (5.5〖X10〗^(-5) Nm³/C)/(1,77〖X10〗^(-11) Nm²/C)

qenv = Ԑ_0 .E .( 2.π.r.l ) E= 3,107〖x10〗^(6 ) N/C.

qenv = p.V_cil

qenv = p. (2.π.r².l)

p.(π.r^2.l)= Ԑ_0.E .( 2.π.r.l )

E = (p.r)/(2 . Ԑ_0 )

Obs.: O E_maxé igual a 3,107〖x10〗^(6 ) N/C, ele atingira oE_maxquando alcançar o R que é 5cm, o campo linear cresce juntamente com o raio do cilindro.

Passo 4 (Equipe)

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, haverá ruptura dielétrica do ar, pois o ar é um fator isolante, sendo que o ar é 3,0〖x10〗^6 ,no qual o valor obtido no passo anterior foi maior que o do ar, assim gerando a ruptura dielétrica, também haverá a produção da centelha na parte interna do tubo mais próxima a parede mais afastada do eixo no raio de 4,8 cm.

E_ar = (p.r)/(2 . Ԑ_0 )

3,0 x〖10〗^6= (1,1〖x10〗^(-3). r)/(2. 〖8,85x10〗^(-12) )

(3,0〖x10〗^6 N/C . 1,77〖x10〗^(-11) Nm²/C)/(1,1〖x10〗^(-3) Nm³/C) = r

r = 〖48.27x10〗^(-3) N/C=0,048 m ou 4,8cm.

ETAPA 2: POTENCIAL ELÉTRICO E CAPACITÂNCIAS.

Passo 1: Potencial elétrico

Determinar uma expressão para o potencial elétrico em função da distância a partir do eixo do cano. ( O potencial é zero na parede do cano, que está ligado a terra).

v_f-v_i=-∫_i^t▒Edr

v_R-v_r=-∫_r^R▒〖E