Campo elétrico. Lei gaussiana

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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.

PASSOS

Passo 1 (Aluno)

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

• Explosão De Pó Em Unidades Armazenadoras E Processadoras De Produtos AgrícolasE Seus Derivados Estudo De Caso. 2005. Disponível em:<https: //docs.google.com/file/d/0Bx50NPmVz1UwUGcyMUExS3FlRnM/edit>.

•Explosões.Disponível em:

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

•Atmosferas explosivas de pós: Todo cuidado é pouco. Disponível em:<https: //docs.google.com/file/d/0Bx50NPmVz1UwU0d0cU13dFlsVlE/edit>.

Passo 2 (Equipe)

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

Aponta para o eixo do cilindro por que a carga negativa.

Passo 3 (Equipe)

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 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 p= 1,1. 10¯³ ¬¬ C/m³

E= K.(.λ)/r

E= 8,99.109. .(1,1.10¯³ )/(0,05)2

E= 8,99.109 . .(1,1.10¯³ )/(2,5 .10¯³ )

E= 8,99.109 . 0,44

E= 3,95 x 109

Quando o valor de r aumenta, o valor de E diminui devido o aumento da área.

E= K.( λ)/r

3,95 x 109 =8,99 x 〖10〗^9. ( 1,1x )/r 〖10〗^(-3)/

3,95 x 109 = ( 8,17 x 〖10〗^6,)/r

3,95 x 109 r = ( 8,17 x 〖10〗^6)/(3,95 x 10)

R= 2,068 x 10-3 cm

O campo máximo ocorre a uma distância de 2,7 x 10-3 cm.

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?

O campo calculado pode produzir centelha em qualquer ponto.

Se a intensidade do campo elétrico no interior do cilindro for