Em nossa 15ª aula terminaremos o assunto Óptica e faremos uma breve revisão para Prova com os seguintes temas:
(1) Pressão em Líquidos
(2) Princípio de Arquimedes - Empuxo
(3) Calor e Temperatura
(4) Dilatação Térmica
(5) Carga Elétrica - Lei de Coulomb
(6) Lei de Ohm
(7) Reflexão Luminosa
(8) Refração Luminosa
A aula é muito importante para a preparação da Prova.
Em nossa Aula 14 teremos a Iniciação Tecnológica do Eletroímã de Prego. O evento acontecerá no laboratório. Não esqueça de rever as regras e de trazer o eletroímã desenrolado. Os grupos terão 30 minutos para enrolar e preparar o eletroímã para a competição.
1> Um observador nota que um edifício projeta no solo uma sombra de 30 m de comprimento, no instante em que um muro de 1,5 m de altura projeta uma sombra de 50 cm. Determine a altura do edifício.
2> Um feixe de luz, partindo de uma fonte puntiforme, incide sobre um disco de 10 cm de diâmetro. Sabendo que a distância da fonte ao disco é 1/3 da distância deste ao anteparo e que os planos da fonte, do disco e do anteparo são paralelos, determine o raio da sombra projetada sobre o anteparo.
3> Um raio de luz incide num espelho plano formando um ângulo de 40o, com o espelho. Determine:
(a)o ângulo de incidência;
(b)o ângulo de reflexão;
(c)o ângulo formado entre o raio refletido e o espelho ;
(d)o ângulo formado entre o raio incidente e o raio refletido.
4> Consideremos um raio luminoso incidindo num espelho plano. Determine o ângulo formado entre o raio incidente e o espelho, sabendo que o ângulo formado entre o raio incidente e o raio refletido é igual a 70o .
5> Diferencie Reflexão Luminosa de Refração Luminosa.
Em nossa aula 13 teremos o assunto Óptica - parte da Física que estuda a Luz. Primeiramente falaremos do comportamento da Luz. Mostraremos que a luz possui comportamento duplo onda-partícula. Falaremos de alguns princípios da luz: (a) Independência dos Raios e (b) Propagação Retilínea da Luz.
Após isso falaremos da Reflexão Luminosa e suas Leis:
1> Qual a menor carga que um corpo pode possuir?
2> Se tivermos duas cargas iguais a 1 C, colocada a 1 m de distância no vácuo, qual a força de repulsão entre elas?
3> O que é uma carga puntiforme?
4> Quais as semelhanças e diferenças de um campo elétrico e um campo gravitacional?
5> Como procedemos para ligarmos tomadas 110 V e 220 V num sistema bifásico?
1> Existe uma corrente de 5,0 A em um resistor de 10 Ohms que dura 4 min. (a) Quantos coulombs e (b) quantos elétrons atravessam qualquer seção transversal do resistor neste intervalo de tempo?
2> Através de uma seção transversal de um fio condutor passaram 2,5 x 1021 elétrons num intervalo de tempo de 200 s. Qual o valor da intensidade de corrente elétrica através desse condutor? 3> Um resistor ôhmico é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade 5 A, quando submetido a uma d.d.p. de 100 V. Determine:
(a)a resistência elétrica do resistor;
(b)a intensidade de corrente que percorre o resistor quando submetido a uma d.d.p. de 250 V;
(c)a d.d.p. a que deve ser submetido para que a corrente que o percorre tenha intensidade de 2 A.
4> Variando-se a d.d.p. V nos terminais de um resistor ôhmico, a intensidade da corrente i que o percorre varia de acordo com o gráfico da figura:
Determine:
(a) a resistência elétrica do resistor;
(b) a intensidade de corrente que atravessa o resistor quando a d.d.p. em seus terminais for 100 V;
(c) a d.d.p. que deve ser estabelecida nos terminais desse resistor para que ele seja percorrido por corrente de intensidade 6 A.
5> Explique o porquê do pólo norte magnético estar próximo ao pólo sul geográfico e vice versa.
6> Que fato importante dá início ao eletromagnetismo?
Na 2ª parte do tema eletricidade falaremos da eletrodinâmica. O primeiro tema a ser visto é a importância da ddp para a geração de corrente elétrica, para entender melhor isto, podemos fazer uma analogia com a hidrostática.
ENTENDA MELHOR O QUE É d.d.p
Para uma melhor compreensão da importância da d.d.p. dentro da eletricidade iremos fazer uma analogia com a hidrostática.
Observe a figura 5a abaixo e note que o nível do líquido é o mesmo dos dois lados do tubo (vaso comunicante). Neste caso não existe movimento do líquido para nenhum dos dois lados. Para que ocorra movimento é necessário um desnivelamento entre os dois lados do tubo (observe a figura 5b).
(5a) (5b)
Neste caso o líquido tenderá a se mover até que os dois lados do tubo se nivelem novamente (figura 5c). Podemos concluir que para existir movimento é necessário que exista uma diferença de nível entre os dois lados do tubo (d.d.n.).
(5c) (5d)
Para que o líquido fique sempre em movimento, podemos colocar uma bomba para retirar a água de um lado para o outro, fazendo com que sempre haja uma d.d.n. entre os dois tubos (figura 5d).
Podemos fazer uma analogia da situação descrita anteriormente com o movimento das cargas elétricas. Para isso vamos trocar os tubos por condutores elétricos (fios), a bomba por um gerador (pilha) e passaremos a ter a seguinte situação:
Da mesma forma que a bomba mantém uma diferença de nível para manter o movimento do líquido, o gerador mantém a diferença de potencial elétrico (d.d.p.) para manter o movimento ordenado de elétrons. Esquematicamente temos:
Pode-se verificar que no condutor, o sentido da corrente elétrica é da extremidade de maior potencial (pólo positivo) para a extremidade de menor potencial (pólo negativo).
A seguir definiremos corrente elétrica e como proceder para calcular:
Depois mostraremos o conceito de Resistência Elétrica e a Lei de Ohm:
Um pouco sobre Resistência Elétrica e Georg Simon Ohm
Universo Mecânico
Falaremos também sobre Magnetismo - Pólos Magnéticos, Inseparabilidade dos Pólos, Campo Magnético, Campo Magnético Terrestre e Eletromagnetismo.
Após nossa aula 11 o aluno deverá saber responder as seguintes questões:
1> A dilatação volumétrica de um sólido depende do que?
2> Um corpo carregado de carga positiva possui elétrons?
3> Um corpo com carga de - 2 C possui quantos elétrons em excesso?
4> Um corpo com 5 elétrons em falta possui qual carga?
1> Nome dos alunos em ordem de curso e ordem alfabética.
2> Uma descrição de como foi feito o eletroímã, com fotos ou desenhos.
3> Uma descrição física do projeto - utilizando para isso o conteúdo das aulas.
4> Descrição dos Testes e competição.
5> Conclusão.
6> Referências.
1> Quantos elétrons é preciso remover de uma moeda para deixá-la com uma carga de +1,0 x 10ˆ-7 C?
2> Uma partícula com carga de +3,00 x 10ˆ-6 C está a 12 cm de distância de uma segunda partícula com carga de -1,50 x 10ˆ-6 C. Calcule o módulo da força eletrostática entre as partículas.
3> Qual deve ser a distância entre a carga pontual q1 = 26 microC e a carga pontual q2 = - 47 microC para que a força eletrostática entre as duas cargas tenha módulo de 5,70 N?
4> A que distância devem ser colocados dois prótons para que o módulo da força eletrostática que um deles exerce sobre o outro seja igual à força gravitacional a que um dos prótons está submetido na superfície da terrestre? Dado m (próton) = 1,67 x 10ˆ-27 kg.
Falaremos do Modelo Atômico, Carga Elétrica e quantização da Carga elétrica. A maneira como devemos determinar a carga de um corpo:
Falaremos sobre a Lei de Coulomb, onde a Força eletrostática depende da carga que os corpos possuem (diretamente proporcional). A força eletrostática também depende da distância entre os corpo (inversamente proporcional). E por último depende do meio material, representado pela constante eletrostática.
Resolveremos alguns exercícios, onde se destaca nosso primeiro problema clássico. Encontrar a posição para uma terceira carga anular sua força resultante mediante a outras duas cargas.
Veja um vídeo sobre o assunto no Universo Mecânico - Eletricidade Estática
Campo Elétrico
Para entendermos o Campo Elétrico é interessante realizar uma analogia com o Campo Gravitacional. Ao fazermos isso, podemos comparar as expressões P = m . g e F = q. E. Onde, P é Peso, m é a massa e g é a aceleração da gravidade. F é a força eletrostática, q é a carga de prova e E é o campo elétrico. Em aula veremos que o campo gerado por carga positiva é de afastamento e campo gerado por carga negativa é de aproximação, em termos de linhas de campo, temos:
O cálculo do campo elétrico de cargas puntiformes:
