Atps Fisica 3

ATIVIDADES PRÁTICAS

SUPERVISIONADAS

FÍSICA lll

ETAPA 1

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 1

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

Sites sugeridos para pesquisa:

º Explosão De Pó Em Unidades Armazenadoras E Processadoras De Produtos Agrícolas e Seus Derivados Estudo De Caso. 2005. Disponível em :

https://docs.google.com/file/d/0Bx50NPmVz1UwUGcyMUExS3FIRnM/edit

Acesso em: 20 abr. 2012

º Explosões Disponível em:

https://docs.google.com/file/d/0Bx50NPmVz1UwNkVMM0NNeTlmOHc/edit

Acesso em 22 ab. 2012

º Atmosferas explosivas de pós: Todo cuidado é pouco. Disponível em :

https://docs.google.com/file/d/0Bx50NPmVz1UwU0d0cU13dFlsVIE/edit

Acesso em 22 ab. 2012

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 de eixo? Justificar.

Resolução:[pic 1]

                                         [pic 3][pic 4][pic 2]

                                                     [pic 7][pic 8][pic 9][pic 10][pic 5][pic 6]

        [pic 11][pic 12][pic 13][pic 14]

                                                                                              [pic 15][pic 16]

                                                                                 [pic 18][pic 17]

A distribuição do campo elétrico por simetria será radial. Por se tratar de cargas negativas, por convenção, o campo elétrico deverá apresentar o sentido apontando para o eixo do cilindro.

Isto se justifica ao ser criada uma superfície gaussiana envolvendo o cilindro, neste caso a carga interna será a carga elétrica total contida no raio de 5 cm. A carga sendo negativa o campo elétrico apontará radialmente para o centro do cilindro. O campo elétrico nas bases do cilindro escalar com o vetor normal a área é nulo.

 . d =  = -      (2πr) h - 2      . da = -       (2πr) h [pic 26][pic 27][pic 28][pic 19][pic 20][pic 21][pic 22][pic 23][pic 24][pic 25]

                                   =   [pic 32][pic 29][pic 30][pic 31]

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= 1,1x10-³C/m³ (um valor típico).

Resolução:

R = 5 cm

                . d =  = -      (2πr) h - 2      . da = -       (2πr) h [pic 40][pic 41][pic 33][pic 34][pic 35][pic 36][pic 37][pic 38][pic 39]

                                   =     [pic 45][pic 42][pic 43][pic 44]

               No volume de πR²h            qint = ρπR²h Colombs[pic 46]

              No volume de πr²h              qint = ρπ²h Colombs[pic 47]

Assim para r ≥ R

                        =   ûr[pic 51][pic 48][pic 49][pic 50]

      = -   ûr = - ûr= - [pic 57][pic 58][pic 52][pic 53][pic 54][pic 55][pic 56]