ATPS FISICA 3

54 O mistério do Chocolate em pó. Explosões provocadas por descargas (centelhas) elétricas constituem um sério perigo na indústria que lidam com pós muito finos. Uma dessas explosões aconteceu em uma fábrica de biscoito na década de 1970. Os operários costumavam esvaziar em uma bandeja, os sacos de chocolate em pó que chegavam a fábrica. Daí o material era transportado através de canos de plástico até o silo onde era armazenado. No meio deste percurso, foram satisfeitas duas condições para que uma explosão ocorresse:
1 O módulo do campo elétrico ultrapassou 3,0x106 N/C, produzindo uma ruptura dielétrica do ar:
2 A energia da centelha resultante ultrapassou 150mJ, fazendo com que o pó explodisse. Vamos discutir a primeira condição.
Suponha que um pó eletricamente carregado esteja passando por um cano cilíndrico de plástico de raio R= 5,0 cm e que as cargas elétricas negativas associadas ao pó estejam ρ.

a Usando a lei de Gauss, determine uma expressão para o módulo do campo elétrico no interior do cano em função da distância r em relação ao eixo do cano.

Resposta:

b O valor de aumenta ou diminui quando r aumenta?

Resposta:

O campo elétrico aumenta, pois quanto maior for o r, maior .

c O campo aponta para o eixo do cilindro ou para longe do eixo?

Resposta:

Como a carga é negativa o aponta para o centro do eixo do cilindro.

d Para ρ= 1,11x10-3 C/m-3 (um valor típico), determine o valor máximo de e a que distância do eixo do cano este campos máximo ocorre.

R= 5,0 cm 0,05 m

e O campus poderia produzir uma centelha? Onde? (Esta história continua no Problema 60 do Capítulo 4).

Sim, pois o campo elétrico ultrapassa o valor do módulo que é , a centelha será produzida quando r = R

A partir de r= 4,83 cm

60 O mistério do chocolate em pó. Está história começa no problema 54 do capítulo 3.

a A partir da resposta do