Atpsde Fisica 3

ETAPA 3

Aula-tema: Corrente e Resistência. Circuitos.

Essa atividade é importante para discutir as cargas em movimento, isto é, corrente elétrica e relacionar com resistência elétrica. Essa etapa também é importante para compreender os cálculos envolvidos em um circuito elétrico como potência e energia. Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.

Passo 1

Determinar a expressão para a corrente i (o fluxo das cargas elétricas associadas ao pó) em uma seção reta do cano. Calcular o valor de i para as condições da fábrica: raio do cano R =5,0 cm., velocidade v = 2,0 m/s e densidade de cargas r = 1,1 x 10-3 C/m3

Em um cano de comprimento L:

Densidade de carga n.e

Carga total no cano ∆q = n.e.A.L

A carga percorre o comprimento em um intervalo de tempo ∆t:

∆t=LV Portanto i=∆q∆t=n.e.A.LL/V=n.e.A.L. VL

I = n.e.A.V Expressão Sendo:

NE = densidade da carga

A = área da seção = ∏R²

V = velocidade

Aplicando os dados:

I = n.e.A.V

I = (1,1 x 10-3 C/m3) . (3,14) . (0,05m)² . (2,0m/s)

I = 1,7.10-5 A

Passo 2

Determinar a taxa (potência) com a qual a energia pode ter sido transferida do pó para uma centelha quando o pó deixou o cano. Considerar que quando o pó saiu do cano e entrou no silo, o potencial elétrico do pó mudou e o valor absoluto dessa variação foi pelo menos igual a diferença de potencial calculada no passo 2 na etapa 2.

P= U.i→P=-1,55 . 105 . 1,7 .10-5=2,64W

Passo 3

Calcular a energia transferida para a centelha se uma centelha ocorreu no momento em que o pó deixou o tubo e durou 0,20 s (uma estimativa razoável).

E=P. ∆t →2,64 . 0,20=0,53 J

Passo 4

Calcular qual deve ser a resistência entre a pulseira e a terra para que seu corpo chegue ao

nível seguro de potencial de 100 V em 0,3 s, ou seja, um tempo menor que o que você levaria para tocar no silo. Se você usar uma pulseira condutora em contato com a terra seu potencial não aumenta rátanto quando você se levantar, além disso, a descarga será mais rápida, pois a resistência da ligação a terra será menor que a dos sapatos. Suponha que no momento que

você se levanta o potencial do seu corpo é de 1,4 kV e que a capacitância entre seu corpo e a

cadeira é de 10 pF.

Passo 4

v = 100 v

t = 3 s

Vc = 1,4 kv

Cc =10 pf

Q = v*c

Q = 1400 * 10x10^-12

Q = 1,4x10^-8 coulomb

I = Q/ t

I = 1,4x10^-8/3 = 4,66x10^-9 A

R = v/i

100/4,66x10^-9 = 2,146x10^10 Ώ

ETAPA 4

_ Aula-tema: Campos Magnéticos.

Essa atividade é importante para compreender o campo magnético terrestre e atuação dele numa determinada região. Nessa atividade também definir as medidas de segurança na instalação de uma fábrica de pó. Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.

Passo 1

Pesquisar sobre o campo magnético terrestre, como ele é produzido e como esse campo varia de acordo com a localidade. Pesquisar também qual é o valor do campo magnético na sua região.

Sites sugeridos para pesquisa:

• O campo magnético da Terra. Disponível em:

<https://docs.google.com/file/d/0Bx50NPmVz1UwLWptYXV2NDdRT2c/edit>.

Acesso em: 20 abr. 2012.

O valor aproximado do campo magnético da Terra é de 2,4 x 10-5 T.

O campo magnético da Terra circula e atravessa toda superfície da maneira razoavelmente parecida com o campo produzido por um dipolo. A teoria do dínamo é a mais aceita para explicar a origem do campo. Um campo magnético, genericamente, se estende infinitamente. Um campo magnético vai se tornando mais fraco com o aumento da distância da sua fonte. Como o efeito do campo magnético terrestre se estende por várias dezenas de milhares de quilómetros, no espaço ele é chamado de magnetosfera da Terra. A magnetosfera protege a superfície da Terra das partículas carregadas do vento solar. É comprimida no lado diurno (Sol) devido à força das partículas que chegam, e estendido no lado noturno.

O campo é semelhante ao de um ímã de barra, mas essa semelhança é superficial. O campo magnético de um ímã de barra, ou qualquer outro tipo de ímã permanente, é criado pelo movimento coordenado de elétrons (partículas negativamente carregadas) dentro dos átomos de ferro. O núcleo da Terra, no entanto, é mais quente que 1043 K, a temperatura de Curie em que a orientação dos orbitais do elétron dentro do ferro se torna aleatória. Tal aleatorização tende a fazer a substância perder o seu campo magnético. Portanto, o