ATPS FISICA III

1-INTRODUÇÃO

Devido a inúmeros acidentes ocorridos ao longo dos anos nas indústrias de produtos alimentícios e agrícolas, foram elaborados inúmeros estudos para verificado qual era a razão de tantos acidentes. Foi descoberto que o acumulo de pó em seus equipamentos eram altamente perigosos e que estes geravam as devidas explosões em seu processo produtivo, porem não era somente o acumulo de pó que geravam as explosões e sim o acumulo de pó altamente carregado com cargas elétricas. Ao passarem por suas tubulações (pó) ou equipamentos geravam rupturas dielétricas (faísca), que juntamente com a umidade relativa do ar baixa e a alta quantidade de pó seco, gerando assim as explosões. Segue abaixo alguns exemplos de indústrias que sofreram os devidos acidentes em seu processo produtivo:

• Indústria de leite em pó;

• Indústria de chocolate em pó;

• Indústria de farinha;

• Indústria de malte;

• Indústria de produtos agrícolas.

As indústrias de processamento de produtos que em alguma de suas fases se apresentam na forma de pó são instalações de alto potencial de riscos quanto a incêndios e explosões. São indústrias de armazenagem, secagem e beneficiamento de produtos agrícolas, fabricantes de rações animais balanceadas, indústrias alimentícias (incluindo as fábricas de óleos vegetais), indústrias metalúrgicas, farmacêuticas, plásticas, de carvão e beneficiamento de madeira. Tais instalações devem, antes de sua implantação, efetuar uma análise acurada de seus riscos e tomar as precauções cabíveis, pois na fase de projeto as soluções são mais simples e econômicas. Porém as indústrias já implantadas, com o auxílio de um profissional competente, poderão equacionar razoavelmente bem os problemas, minorando os riscos inerentes. (SÁ, 1997).

Sendo assim, este trabalho dedica-se ao estudo da Física que envolve em seu conteúdo ao Campo Elétrico e/ou Eletromagnetismo. Onde ocorreram as explosões nessas fábricas da indústria alimentícia e desenvolver medidas de segurança que englobam na área dos fenômenos elétricos e magnéticos.

Nesta atividade praticas supervisionada (ATPS) de Física III, tem seu principal foco o desenvolvimento dos conhecimentos propostos com objetivo de estimular nossa corresponsabilidade pelo aprendizado eficiente e eficaz, promover o estudo, a convivência e o trabalho em grupo. Desenvolver os estudos independentes, sistemáticos e o auto aprendizado, na aplicação da teoria e conceitos para a solução de problemas práticos relativos à profissão. Direcionar-nos para a busca do raciocínio crítico e a emancipação intelectual. O objetivo do trabalho é após a compreensão do texto, aplicação das fórmulas e obtenção de resultados reais, ou aproximados de cada item solicitado, para aplicar os conhecimentos matemáticos, científicos, tecnológicos à engenharia. O desafio é investigar o que pode ocasionar a explosão de uma fábrica na área de indústria alimentícia e promover medidas de segurança do empreendimento em relação aos fenômenos elétricos e magnéticos, 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. Ao final de cada etapa elaboramos um relatório com as conclusões obtidas, associando o aprendizado baseado na Lei de Gauss, que será aplicado os conhecimentos da Física.

1.1 OBJETIVO:

O desafio é promover medidas de segurança quanto aos fenômenos elétricos e magnéticos numa fabrica na área de indústria alimentícia, comparada com o estudo de caso exemplificado no ATPS.

1.2 METODOLOGIA

Para a realização deste trabalho será utilizado um método de pesquisa operacional e ainda um método de pesquisa bibliográfica para revisão de literatura em diversos suportes como livros, artigos científicos, sítios de internet, entre outros.

ETAPA 1

Aula-tema: Campo Elétrico. Lei de Gauss.

PASSO 2

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 realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.

Resposta:

O campo elétrico “E” aponta para o centro do eixo do cilindro, pois as linhas do campo elétrico se afastam das cargas positivas e se aproximam das cargas negativas. Onde em condições normais, o átomo é eletricamente neutro, ou seja, o número de prótons é igual ao número de elétrons. Como o pó contido dentro do cano cilíndrico esta carregado negativamente o campo elétrico é atraído no sentido da carga conforme mostra a figura abaixo. 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 de plástico. Entretanto, os elétrons têm grande poder de se libertar dos átomos e eletrizar outras substâncias. Tanto elétrons quanto prótons criam em torno de si uma região de influência, ou campo de força. Quando um elétron e um próton se aproximam o suficiente para que seus campos de força possam influir um sobre o outro, eles se atraem mutuamente. Mas se dois elétrons põem em contato seus campos de força eles se repelem entre si. O mesmo acontece quando 2 elétrons se aproximam. Para designar essas atrações e repulsões, convencionou-se dizer que as partículas possuem algo chamado carga elétrica, que produz os campos de força. Os elétrons possuem carga elétrica negativa e os prótons positiva. As cargas opostas se atraem e as cargas iguais se repelem.

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 r = 1,1 x 10-3 C/m3 (um valor típico).

Resposta:

Equação para determinar o campo elétrico:

O campo elétrico máximo conforme dados informados é de 2,071x10³N/C.E como podemos ver na equacao conforme