Calculo 3

Justificar.

Passo 3 (Equipe)

Engenharia Mecânica 4a

Série Física

III

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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 cano esse campo máximo ocorre para

ρ

= 1,1 o valor x 103

máximo C/m3 (um de valor E e a típico).

que distância do eixo do

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?

ETAPA 2 (tempo para realização: 05 horas)

✓ Aulatema:

Potencial Elétrico. Capacitância.

Essa atividade é importante para compreender a definição de potencial elétrico e

conseguir calcular esse potencial a partir do campo elétrico. Essa etapa também é

importante para estudar a energia armazenada num capacitor, considerando situações

cotidianas.

Para realizála,

devem ser seguidos os passos descritos.

PASSOS

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).

Passo 2 (Equipe)

Calcular densidade a volumétrica diferença de de potencial cargas típica,

elétrico ρ

entre = 1,1 x o 103

eixo C/m3.

do cano e a parede interna para uma

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.

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?

Engenharia Mecânica 4a

Série Física

III

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ETAPA 3 (tempo para realização: 05 horas)

✓ Aulatema:

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 realizála,

devem ser seguidos os passos descritos.

PASSOS

Passo 1 (Equipe)

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 ρ = 1,1 x 10

3

C/m

3

Passo 2 (Equipe)

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 (Equipe)

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