3ª Série

4º BIMESTRE

INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA

Se a corrente elétrica é capaz de produzir campo magnético, pode o campo magnético gerar corrente elétrica? SIM, um campo magnético variável induz uma corrente elétrica e vice-versa.

Indução Eletromagnética é o fenômeno que consiste no aparecimento de uma corrente elétrica em uma espira quando há movimento relativo entre a espira e um ímã. A corrente recebe o nome de corrente induzida - a qual aparecerá sempre que houver variação do fluxo da das linhas de campo através da área limitada pelo circuito, seja pela variação da intensidade B da indução, ou pela variação da área ou do ângulo que B faz com a normal à área no decurso do tempo.

Fluxo magnético – mede o número de linhas de indução que atravessa a área A de uma espira imersa no campo magnético. Unidade de medida: T. m²

Lei de Faraday – toda vez que o fluxo magnético através da área limitada por um circuito fechado variar com o decorrer do tempo, será induzida uma corrente nesse circuito.

O sinal negativo na expressão da Lei de Faraday descreve o resultado conhecido como Lei de Lenz – a corrente elétrica induzida produz efeitos opostos a suas causas. Mais especificamente, estabeleceu-se que o sentido da corrente elétrica induzida é tal que o campo magnético criado por ela opõe-se à variação do campo magnético que a produziu.

A intensidade da corrente (i) corresponde à divisão entre a força eletromotriz induzida e a resistência elétrica do filamento da lâmpada  (lei de Ohm) à i = ε/R.

CONTEÚDOS:

1. Eletromagnetismo (Indução eletromagnética e Ondas eletromagnéticas)
2. Física Moderna: a instabilidade do núcleo atômico.

OBJETIVOS:

Compreender a trajetória histórica do conceito de eletromagnetismo.

Compreender o conceito de Indução Eletromagnética.

Discutir algumas aplicações das ondas eletromagnéticas.

Apropriar-se das leis de Lenz e de Faraday.

Discutir conceitos: força eletromotriz, fluxo de campo magnético e de corrente induzida.

Discutir e compreender o funcionamento das usinas a partir do conceito de indução.

Identificar e diferenciar as ondas eletromagnéticas.

Discutir as alterações que ocorrem no núcleo atômico.

Compreender fusão nuclear e fissão nuclear.

Discutir o conceito de força nuclear.

Compreender a teoria da relatividade restrita.

 DIVISÃO DOS PONTOS – 4º bimestre:

1,0 – Frequência e participação

1,0 – Vistos

2,0 – Trabalho 1 (a definir)

2,0 – Trabalho 2 (a definir)

4,0 – Simulado

Texto e Interpretação – p. 127

A imagem no tubo de TV e no monitor do computador

Atividade: fazer um breve resumo (10 linhas, no mínimo) do texto que se inicia na página 127 e responder as 6 questões da página 128.

INDIVIDUAL

VALOR: 0,5

 

3º bimestre - início 01/08/2012

Conteúdos

• Bússolas e ímãs
• Campo magnétido de um ímã e campo magnético terrestre
• Eletroímãs: fio retilíneo, espira circular, solenóide.
• Força magnética.
• Física Moderna no cotidiano - Introdução
• Radioatividade

Objetivos

• Apropriar-se do processo histórico da descoberta do magnetismo.
• Compreender o funcionamento e as propriedades de bússolas e ímãs.
• Discutir e apropriar-se do conceito de Campo Magnético.
• Compreender o funcionamento e a aplicação dos eletroímãs.
• Calcular o campo magnético em: fio retilíneo, espira circular e solenoide.
• Apropriar-se da regra da mão direita.
• Compreender e matematizar o conceito de força magnética.
• Vivenciar a resolução de exercícios de vestibulares e do ENEM
• Compreender o contexto histórico do surgimento da física moderna.
• Identificar e compreender a física moderna no dia-a-dia.
• Compreender o avanço tecnológico que vai da bomba atômica à radioterapia.
• Discutir sobre Radioatividade

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Imãs e Campo Magnético

Desde a antiguidade se conhecia um mineral, hoje denominado magnetita, composto basicamente por óxido de ferro (Fe₃O₄) que possuía propriedade de atrair alguns minerais como o ferro, o níquel e o cobalto e pedras de óxidos de ferro são denominadas de imãs naturais.

Essa propriedade recebe o nome de magnetismo e as regiões do imã onde as propriedades magnéticas são mais intensas são denominadas de polos do imã.

Formatos dos imãs:

Polos de mesmo nome se repelem e polos de nomes opostos se atraem:

  

O que você deve saber

Imã atrai ferro independente da polaridade:

Observe que a força de atração entre um imã e um pedaço de ferro ou as forças de atração ou de repulsão entre dois imãs não é de origem elétrica, pois os corpos não estão eletrizados. Trata-se de forças magnéticas e que obedecem ao princípio da ação e reação (terceira lei de Newton), pois tem a mesma intensidade, mesma direção, mas sentidos opostos.

Bússola – Trata-se de uma agulha magnética colocada na posição horizontal, suspensa pelo centro de gravidade, indicando sempre a direção norte-sul.

  

A Terra se comporta como um grande imã onde o polo Sul magnético está aproximadamente localizado no polo Norte geográfico e vice versa.

Se você pendurar um imã em forma de barra pelo seu centro ou observar a agulha magnética de uma bússola você verá que seus polos ficam sempre alinhados na direção norte-sul. 

O polo que indicar o polo norte geográfico recebe o nome de polo norte e estará indicando o polo sul magnético da Terra. O polo que indicar o polo sul geográfico recebe o nome de polo sul e estará indicando o polo norte magnético da Terra. Tudo isso ocorre porque polos de mesmo nome se atraem.

Observação: O polo Norte geográfico não coincide exatamente com o polo Sul magnético, distando um do outro aproximadamente 1.900km.

Inseparabilidade dos polos – Se você quebrar um imã e em seguida continuar dividindo os imãs resultantes, você observará que cada pedaço partido continuará sendo um novo imã com dois polos, Norte e Sul de maneira que cada pedaço atraia o outro. Não existem polos isolados.

Se você partir um imã conforme a figura abaixo, a força entre eles será de repulsão.

Veja a situação da figura abaixo onde o imã atrai os dois pregos. O imã imanta (ordena os imãs elementares de cada prego) por influência, determinando suas polaridades da maneira indicada.

Relação entre a imantação e os imãs elementares – uma barra, por exemplo, de ferro, pode encontrar-se:

As substâncias que se imantam intensamente e que são atraídas facilmente pelos imãs (permitem a orientação de seus imãs elementares) recebem o nome de substâncias ferromagnéticas (ferro, níquel, cobalto, e certas ligas metálicas como o aço), ao contrário das substâncias paramagnéticas (seus imãs elementares não são facilmente orientados) e esses materiais são fracamente atraídos pelos imãs, como, por exemplo, o alumínio, o magnésio, o cromo, a platina, o ar, etc.

Quando aquecemos um imã, submetendo-o a altas temperaturas, seu imãs elementares sofrem agitação e se desorientam completamente, fazendo-o perder as propriedades magnéticas. Essa temperatura é chamada temperatura Curie e varia para cada substância ferromagnética. Para o ferro ela é de 770^oC e para a magnetita 580^oC. 

A localização dos polos de um imã depende de sua forma geométrica, mas sempre se localizam em oposição em relação a um plano de simetria, como você pode observar nas figuras abaixo.

  

Campo magnético

Um imã origina numa região ao seu redor um campo magnético (B), o que se pode comprovar colocando nessa região um corpo com propriedades magnéticas e observando que sobre ele surge uma força de origem magnética.

Convenciona-se como forma de visualizar um campo magnético as linhas de indução, que podem ser representadas supondo que  pequenas partículas magnéticas elementares  se desloquem única e exclusivamente sob ação do campo magnético. 

A trajetória dessas partículas representa as linhas de indução do campo magnético (figura I). 

Essas linhas de indução também podem ser visualizadas colocando-se sobre o imã minúsculas partículas (limalhas) de ferro e elas se distribuirão conforme a figura II.

O que você deve saber

Por convenção, as linhas de indução “nascem” no polo norte e “morrem” no polo sul.

O vetor campo magnético B é sempre tangente às linhas de indução em cada ponto. Observe na figura a representação dos vetores B1, B2, B3 e B4, localizados nos pontos P, Q, R e S.

 Uma agulha magnética (por exemplo, de uma bússola) terá em cada ponto seu polo norte apontando sempre no sentido de B, conforme indicado nos pontos P, Q, R e S da figura acima.

Perto dos polos, onde o campo magnético B tem maior intensidade, a concentração das linhas de indução é maior, conforme você pode observar na figura.

São sempre linhas fechadas e por isso nunca se cruzam. Fora do ímã, as linhas saem do polo norte e se dirigem para o polo sul; Dentro do ímã, as linhas são orientadas do polo sul para o polo norte.

Analise na figura abaixo as linhas de indução do campo magnético terrestre e observe que a agulha magnética de uma bússola tem a propriedade de se alinhar de acordo com as linhas do campo geomagnético.

 

Analisando a figura onde estão representadas estas linhas, observe que o polo sul do ponteiro das bússolas aponta para o polo Sul geográfico, porque o Norte geográfico corresponde ao Sul magnético.

Campo elétrico uniforme – No interior dele, o vetor campo elétrico  é o mesmo em todos os pontos, ou seja, tem em todos os pontos a mesma intensidade, mesma direção e mesmo sentido. É claro que, para que isso ocorra, as linhas de indução devem ser retas paralelas e igualmente espaçadas.

 

Entre os polos de um imã em forma de U, o campo elétrico é praticamente uniforme (veja figura acima).

Influência de um campo magnético uniforme sobre um imã – Os imãs da figura abaixo estão colocados no interior de um campo magnético uniforme. Considere somente as ações magnéticas e classifique, em cada caso, o tipo de equilíbrio.

Os imãs se orientam sempre com o polo norte no sentido de B, ou seja, para a direita. Assim no polo norte surge uma força puxando-o para a direita e no polo sul surge uma força puxando-o para a esquerda. Na figura 1, se você tirar um pouco o imã da posição em que ele se encontra, ele girará, pois está em equilíbrio instável até atingir o equilíbrio estável (polo norte para a direita)  ---  Na figura 2, se você tirar um pouco o imã da posição em que ele se encontra, ele retornará a ela, pois está em  equilíbrio estável  ---  Na figura 3, ele está em equilíbrio instável, pois girará de 90^o no sentido anti-horário até atingir o equilíbrio estável.

Fonte: http://www.fisicaevestibular.com.br/magnetismo1.htm

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2º bimestre - início 02/05/2012  

Eletrodinâmica
Objetivos:1.1 Associar resistores em paralelo, em série e de modo misto.
1.2 Compreender o efeito joule.
1.3 Compreender o que é curto-circuito.

Eletrostática
Objetivos:2.1 Compreender a história do átomo.
2.2 Identificar materiais condutores e isolantes.
2.3 Compreender e diferenciar os processos de eletrização.
2.4 Compreender o conceito de campo elétrico.
2.5 Compreender e matematização o conceito de força elétrica.
2.6 Compreender e matematizar a Lei de Coulomb.
2.7 Compreender  e matematizar o conceito de Tensão ou Diferença de Potencial (ddp).
2.8 Compreender o conceito de Potencial Elétrico.
2.9 Discutir o modelo de corrente elétrica nos metais.
2.10 Diferenciar corrente contínua de corrente alternada.

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Conteúdo para a prova bimestral - Turma 3304

• Componentes do Circuito Elétrico
• Consumo de Energia Elétrica
• Corrente Elétrica
• Resistência Elétrica

 

I SEMANA DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA à Atividade – Valor: 1,5 ponto.

Atenção! Tod@s @s alun@s devem participar das palestras que ocorrem ao longo da semana científica. Até o dia 19 de abril (quinta-feira), deverão postar no Blog um relatório detalhado de cada dia da semana (2ª a 6ª) da I Semana de Ciência e Tecnologia contendo as seguintes informações: Nome d@ alun@, Turma, 2ª: relatar o que mais lhe chamou atenção e o porquê. Repetir a atividade para os demais dias: 3ª, 4ª, 5ª e 6ª. 

Aqueles que não têm condições de acessar internet fora da escola, devem passar na coordenação e pegar autorização para utilizar o Laboratório de Informática no contra-turno. Ou então, pedir a algum colega que poste o comentário para você.

Caso comprove que trabalha no período matutino, deverá elaborar uma pesquisa sobre: 1. Tipos de energia (solar, eólica, elétrica, maremotriz, nuclear) 2. Dicas de conservação de energia e água. 3. Cidadania e responsabildiade sócio-ambiental. 4. Educação Ambiental (Postar a pesquisa no Blog até o dia 19 de abril).

Profª Sabrinna (03/04/2012)

   
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Sobre a Corrente Elétrica

A eletricidade nossa de cada dia...

 

Compreendendo a corrente elétrica...

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Aula inicial sobre Aparelhos elétricos e Circuito Elétrico

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Além do modo tradicional, você sabe quais são as outras possibilidades de se ingressar em um curso superior de modo gratuito? Não? Então conheça um pouco mais sobre o Sisu e sobre o Prouni.

O que é o Sisu?

O Sistema de Seleção Unificada (Sisu) é o sistema informatizado, gerenciado pelo Ministério da Educação (MEC), no qual instituições públicas de ensino superior oferecem vagas para candidatos participantes do Exame Nacional de Ensino Médio (Enem).

O processo seletivo do Sisu 1º/2012 selecionará candidatos para ingresso em cursos com vagas para o ano letivo de 2012 (1º e 2º semestre).

Quem pode participar?

Para se inscrever no Sisu 1º/2012 é preciso ter feito a prova do Enem 2011, com nota diferente de zero na redação. É preciso ter em mãos o número de inscrição e a senha no Enem 2011. Não é possível participar utilizando número de inscrição e senha cadastrados em outras edições do Enem.

O que é o Prouni?

É um programa do Ministério da Educação, criado pelo Governo Federal em 2004, que oferece bolsas de estudos em instituições de educação superior privadas, em cursos de graduação e sequenciais de formação específica, a estudantes brasileiros, sem diploma de nível superior.

Para mais informações, acesse:

http://sisu.mec.gov.br/inicial

http://prouniportal.mec.gov.br/ 

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 A imaginação é mais importante que a ciência, porque a ciência é limitada, ao passo que a imaginação abrange o mundo inteiro. (Albert Einstein)

Bem vind@s ao ano letivo de 2012!