ATPS FISICA 3

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ETAPA 1
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 r. O campo elétrico E aponta para o eixo do cilindro ou para longe do eixo? Justificar.
Resp: Elas apontam para longe do eixo, pois a carga negativa é a que tem tendência a se desprender do átomo passando assim para o cilindro plástico.
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 = 1,1 * 10-³ C/m³ (um valor típico)
Lei de Gauss: E * |A| * (cos a) = Q interna / Eo
A’ = 2 * π * r * h
(O campo elétrico é radial logo o ângulo E e A é 0°)
Q’ interna = Ρ * π * r² * h
Substituindo na fórmula principal temos:
E * |2 * π * r * h| * (cos 0º) = (Ρ * π * r² * h) / Eo
E * 2
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 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 r = 1,1 x 10-3 C/m3 (um valor típico).
V=π×r2×h
V=π×0,052×0,05
V=3,927×10-4cm3
OBS: Foi considerado para a altura o mesmo valor do raio, pois o valor do mesmo não foi mencionado no exercício.
∂=1,1×10-33,927×10-4=>2,80 Kg/cm3
∂×π×r2×LEo=E×2×π×r×L
2,48×109=E×3,14×10-1
E=2,48×1093,14×10-1=>7,91×109C
E=7,91 GC
ETAPA 2
Passo 1 (Equipe)
Determinar uma expressão para o potencial elétrico em função da distância r a partir do eixo do cano. (O potencial é zero na parede do cano, que está ligado a terra).
V= K × Qd
Passo 2 (Equipe)
Calcular a diferença de potencial elétrico entre o eixo do cano e a parede interna para uma densidade volumétrica de cargas típica, r = 1,1 x 10-3 C/m3.
Veixo=-ρ . r22 . ε0 → -1,1.10-3 . 0,0522 . 8,85.10-12= -2,75.10-617,7.10-12=-0,155.106=-1,55.105
Vparede=0
DV= Veixo-Vparede→-1,55.105-0= -1,55.105JC
Passo 3 (Equipe)
Determinar a energia armazenada num operário, considerando que o homem pode ser modelado por uma capacitância efetiva de 200 pF e cada operário possui um potencial elétrico de 7,0 kV em relação a Terra, que foi tomada como potencial zero.
C=QV
Q=200×10-12×7,0×103
Q=1,4×10-6C
Q=1,4 µC
Passo 4 (Equipe)
Verificar a possibilidade de uma explosão, considerando a segunda condição, ou seja, a energia da centelha resultante do passo anterior ultrapassou 150 mJ, fazendo com que o pó explodisse?
Resp.: De acordo com os resultados obtidos no passo anterior, foi analisado e concluído que a energia gerada não é suficiente para que a centelha seja gerada.