ATPS Fisica III

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FACULDADE ANHANGUERA DE CUIABÁ
CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA
ADENILTON RODRIGUES – 6622343614
FAGNER CARGNELUTTI - 6823494083
LUIZ BENTO DE AZEVEDO NETO – 6450331154
MARCEL JUNIOR SOUZA DA COSTA – 6476309075 
RICARDO PEREIRA DOS SANTOS – 6622337875 
ATIVIDADE PRÁTICA SUPERVISIONADA: Etapas 1 e 2 do curso de Engenharia Mecânica pela Universidade Anhanguera Cuiabá ano 2014.
CUIABÁ - MT
2014
ADENILTON RODRIGUES – 6622343614
FAGNER CARGNELUTTI - 6823494083
LUIZ BENTO DE AZEVEDO NETO – 6450331154
MARCEL JUNIOR SOUZA DA COSTA – 6476309075 
RICARDO PEREIRA DOS SANTOS – 6622337875 
ATIVIDADE PRÁTICA SUPERVISIONADA: Etapas 1 e 2 do curso de Engenharia Mecânica pela Universidade Anhanguera Cuiabá ano 2014.
Trabalho apresenta na disciplina de Física III , sob a orientação do professor João Roberto Miranda, Faculdade Anhanguera Educacional de Cuiabá do curso de Engenharia Mecânica, para avaliação nota parcial 4º semestre.
CUIABÁ - MT
2014
RESUMO
Este trabalho realizou um estudo tema abordado em sala de aula. Nosso principal objetivo é aliar a teoria estudada na disciplina de Física III, ministrada pelo Prof. João Roberto Miranda, ao cotidiano do futuro profissional de engenharia Mecânica. Como resultados obtidos, destacam-se o aprofundamento dos conteúdos teóricos ministrados: Lei de Gauss, Campo elétrico, potencial elétrico, capacitância entre outros. O conteúdo abordado prevê medidas de segurança quanto aos fenômenos elétricos e magnéticos em indústria alimentícia fabrica de chocolate. Os resultados parciais obtidos foram conhecimentos na prática conteúdo teóricos ministrados.
Palavras chave: Lei de Gauss, Potencial Elétrico, Campo Elétrico.
1 INTRODUÇÃO
Este trabalho faz parte de um aprendizado diferenciado proposto pela Anhanguera Educacional, na disciplina Física III, o trabalho propõe desafio promover medidas de segurança aos fenômenos elétricos e magnéticos, comparada com estudo a uma fabrica chocolate.
Dessa forma, nosso trabalho se dividiu em quatro etapas com seguintes assuntos: 1) Campo Elétrico. Lei de Gauss; 2) Potencial Elétrico.Capacitância; 3)Corrente e Resistência. Circuitos 4) Campos Magnéticos. 
Além disso, desenvolve os estudos independentes, o autoaprendizado estimulando o acadêmico para o raciocínio crítico e a emancipação intelectual.
	 
2 DESENVOLVIMENTO
ETAPA 1 (Campos Elétrico. Lei de Gauss)
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 . O campo elétrico E aponta para o eixo do cilindro ou para longe do eixo? Justificar.
Resp.: O plástico é material dielétrico, campo elétrico aponta para longe do eixo, pois como pó esta carregado negativamente e aplicando carga “deprova” positiva, nota-se que linha de força tem tendência para carga negativa, sendo assim campo elétrico apontará na borda do cilindro.
Passo3 
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). 
Resp:. 
Pela lei de Gauss o fluxo do campo elétrico é igual a:
Lei de Gauss
 
 
 
Calculo da área 
 
 
Pela equação acima, podemos afirmar que valor campo elétrico (E), aumenta quando raio (r) aumenta linearmente são inversamente proporcionais. 
Substituindo r dado no exercício por na fórmula.
 
 
 V/m
Passo 4
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?
Resp:.
O ar não e bom condutor de eletricidade, a rigidez dielétrica corresponde ao maior valor do campo elétrico aplicado ar sem que ele se torne um condutor. A rigidez dielétrica E do ar N/C, assim, quando um campo elétrico no ar ultrapassar esse valor, ele deixa de ser isolante e torna-se condutor. Já no calculo anterior houve uma ruptura dielétrica, pelo fato de que o nosso campo ultrapassou os 3 milhões de N/C suportados pela rigidez dielétrica. Essa ruptura dielétrica ocorre nas regiões de maior concentração das cargas, na superfícies da parede do cilindro.
ETAPA 2 (Potencial Elétrico. Capacitância)
Passo 1
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). 
 ou seja 
Se o potencial é ZERO na parede do cano V=0
Passo 2 
Calcular a diferença de potencial elétrico entre o eixo do cano e a parede interna para uma
densidade volumétrica de cargas típica, = 1,1 x 10-3 C/m3.
 
 (parede) = 0 
(eixo) = 
 = = 1.554,3
 = 1.554,3 - 0 = 1.554,3J/C 
Passo 3 
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.
 
 
 
 
Passo 4 
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.: Não haverá explosão, a energia armazenada no operário 1,55mJ valor inferior a 150 mJ, nessa condições não há possibilidade de explosão por energia resultante. 
ETAPA 3 (Corrente e Resistência. Circuitos)
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
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.
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).
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 aumentará tanto 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.
ETAPA 4 (Campos Magnéticos)
Passo 2 
Calcular o valor força elétrica que age sobre uma carga elétrica que se move no cano de acordo com as condições apresentadas no passo 1 da etapa 3 e no passo anterior dessa etapa.
Passo 3 
Analisar as condições que foram discutidas nesse desafio para que ocorresse a explosão na fábrica e sugerir as medidas de segurança que deveriam ter sido adotadas para que não tivesse ocorrido.
Passo 4 
Elaborar um relatório intitulado “Relatório: Medidas de Segurança quanto aos fenômenos
eletromagnéticos em uma Fábrica que envolve Nuvem de Pó” com o conteúdo desenvolvido nos passos anteriores desta etapa e entregar ao professor na data agendada, de acordo com a padronização definida.
3 CONCLUSÃO
Com a realização do trabalho foram sanado ás duvidas, estimulou muitoo raciocínio, também engloba conhecimento adquirido sala. Nesse sentido, podemos concluir que grupo alcança objetivo do trabalho. O trabalho propõe desafio promover medidas de segurança aos fenômenos elétricos e magnéticos, comparada com estudo a uma fabrica chocolate. Podemos ressaltar o engajamento de todos os acadêmicos do grupo.
No entanto podemos destacar a importância utilização da Lei de Gauss, representa neste ponto um método alternativo para calcular o campo eletrostático gerado por uma distribuição de cargas e simplifica os cálculos. Também calculo potencial elétrico mostra energia armazenada num operário. Estas são algumas medidas a serem adotadas para minimizar risco de explosão por eletricidade.
REFERÊNCIA 
Só Física, Potencial Elétrico. Disponível em:
<http://www.sofisica.com.br/conteudos/Eletromagnetismo/Eletrodinamica/corrente.php>.
Acesso em: 20 set. 2012.
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/0Bx50NPmVz1UwUGcyMUExS3FlRnM/edit >.
Acesso em: 20 set. 2012.
Explosões. Disponível em: <https://docs.google.com/file/d/0Bx50NPmVz1UwNkVMM0NNeTlmOHc/edit >.
Acesso em: 20 set. 2012.
Atmosferas explosivas de pós: Todo cuidado é pouco. Disponível em:
< https://docs.google.com/file/d/0Bx50NPmVz1UwU0d0cU13dFlsVlE/edit >.
Acesso em: 20 set. 2012.