Aula 11 - Eletricidade - Parte 1 - Pré Aula

I - Viagens na Eletricidade

Vídeo sobre Nikola Tesla

II - Estrutura da Matéria

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:

Em nosso caso utilizamos a letra r ao invés de d.

Campo Elétrico no Universo Mecânico

Aula 10 - Laboratório - Força de Atrito - Pós Aula

Após a aula de laboratório devemos ser capazes de responder algumas questões:

1> Um bloco colocado em um plano inclinado possui seu coeficiente de atrito estático (entre o plano e sua superfície) dependente apenas de que?

2> Quais são as maiores dificuldades para se determinar o coeficiente de atrito de um bloco no plano inclinado utilizando porta peso e cabo tracionador?

3> Utilizando o segundo método ,o coeficiente de atrito estático do bloco no plano inclinado depende de que para ser determinado?

4> O coeficiente de atrito depende de outras grandezas que podem ser percebidas no experimento, cite pelo menos duas.

Iniciação Tecnológica - Eletroímã

Eletroímã: O grupo deverá construir um eletroímã afim de atrair clipes numa competição entre os grupos da sala. O eletroímã será enrolado na competição. O eletroímã deverá possuir apenas uma pilha de no máximo 1,5 V de tensão elétrica (pode ser recarregável).

Material a Ser Utilizado
• Prego de até 15 cm de comprimento.
• 1 pilha de no máximo 1,5 V. Pode ser pilha recarregável.
• Fio para fazer o eletroímã.
• Material de proteção para o dedo.

Regras de Construção
• O fio deverá ser enrolado no prego da forma que o grupo julgar melhor. Isso deverá ocorrer na sala de aula no dia da competição, sob a supervisão do professor.
• A ligação do fio na pilha será feito pelos dedos.
• Qualquer dúvida na construção o professor deve ser procurado.

A Competição

Cada grupo terá três chances para levantar os clipes, valendo sempre sua melhor marca. Após levantar os clipes o aluno deverá esperar por 10 s para que sejam validados os clipes que estão presos ao eletroímã.

Aula 10: Laboratório - Força de Atrito - Pré Aula

Em nossa próxima semana dia 25 de abril, teremos mais um laboratório. Faremos as turmas invertidas em relação à última aula de lab.

1ª turma: 19h - 20h30min

2ª turma: 20h30min - 22h

Abaixo você acha o roteiro para o lab:

Roteiro

Lembrando que é necessário Jaleco, sapato fechado e calça comprida.

Aula 9 - Temperatura, Calor e Termodinâmica - Pós Aula

Após nossa 9ª semana de aula devemos ser capaz de responder as seguintes questões:

1> Qual a diferença de temperatura e Calor?

2> Como funciona o ar condicionado?

3> Transforme: 25ºC em ºF e 120ºF em ºC.

4> O ventilador agita moléculas?

Aula 9 - Exercícios de Sala

1> A que temperatura a leitura da escala Fahrenheit é igual (a) a duas vezes a da Celsius e (b) à metade da Celsius?

2> (a) Em 1964, a temperatura no vilarejo siberiano de Oymuakon atingiu - 71ºC. Que temperatura é esta na escala Fahrenheit? (b) A temperatura mais alta oficialmente registrada na parte continental dos Estados Unidos foi de 134ºF no Vale da Morte, Califórnia. Qual é esta temperatura na escala Celsius?

3> Como uma garrafa térmica tenta evitar a transferência de calor?

4> Um mastro de bandeira de alumínio tem 33 m de altura. De quanto o seu comprimento aumenta quando a temperatura aumenta de 15ºC? Dado o coeficiente de dilatação linear do alumínio: 23 x 10ˆ-6 ºCˆ-1

5> Um cubo de aresta igual a 10 cm possui temperatura de 10ºC e coeficiente de dilatação linear 5x10ˆ-5 ºCˆ-1. No caso do cubo ser aquecido até 110ºC, determine: (a) a variação da aresta; (b) a variação da área de uma de suas faces; (c) a variação do volume do cubo.

Aula 9 - Temperatura, Calor e Termodinâmica - Pré Aula

Em nossa 9ª Semana de Aula, estaremos falando de temperatura. Estaremos definindo temperatura, discutindo escalas termométricas, como Celsius, Fahrenheit e Kelvin:

Falaremos da Lei Zero da Termodinâmica e sobre o Conceito de Calor. Discutiremos os meios de propagação do calor (Condução, Convecção e Irradiação)

E por último estaremos abordando o tema expansão térmica:

Universo Mecânico sobre Temperatura:

Aula 8 - Mecânica dos Fluidos - Pós Aula

Após nossa 8ª semana de aula devemos ser capaz de responder:

1> Como determinamos a densidade de um corpo?

2> Para um corpo flutuar na água o que é necessário?

3> Para determinarmos a pressão em Líquidos, qual a grandeza mais importante?

Caros alunos na próxima semana estaremos discutindo uma possível mudança no projeto do 2º bimestre.

Aula 8 - Exercícios de Sala

1> Determine o aumento de pressão do fluido em uma seringa quando uma enfermeira aplica uma força de 42 N ao pistão circular da seringa que tem um raio de 1,1 cm.

2> Uma janela de escritório possui dimensões 3,4 m por 2,1 m. Em consequência da passagem de uma tempestade, a pressão do ar externo cai para 0,96 atm, mas no interior a pressão é mantida a 1,0 atm. Qual a força resultante que empurra a janela para fora?

3> O impacto da partícula de lixo que atinge a nave espacial Columbia produz uma pressão da ordem de 100 N/cm². Nessas condições e tendo a partícula 2 cm², a nave sofre uma força de:

(a) 100 N;      (b) 200 N;      (c) 400 N;      (d) 800 N;      (e) 1600N.

4> Determine a massa de um bloco de chumbo que tem arestas de 10 cm. Dado que a massa específica do chumbo é igual 11,2 g/cm³.

5> Uma piscina com 5,0 m de profundidade está cheia com água. Determine:

(a)  a pressão hidrostática a 3,0 m de profundidade;

(b) a pressão absoluta no fundo da piscina;

(c) a diferença de pressão entre dois pontos separados, verticalmente, por 80cm.

Considere: g = 10 m/s² e p_atm = 1,0 x 10⁵ Pa

6> A pressão absoluta no fundo de uma piscina é de 1,4 atm. Logo a profundidade da piscina é de aproximadamente:

(a) 14 m;        (b) 0,4 m;       (c) 4 m;          (d) 0,70 m;    (e) n.d.a.

7> Num posto de gasolina, para a lavagem de um automóvel de massa 1000kg, o mesmo é erguido a uma certa altura. O sistema utilizado é uma prensa hidráulica. Sendo os êmbolos de áreas 10 cm² e 2000 cm² e a aceleração da gravidade local de 10 m/s², qual a força aplicada no êmbolo menor para equilibrar o automóvel ?

Uma prensa tem pistões de áreas iguais a 4 cm² e 200 cm². Aplica-se ao êmbolo menor uma força de 20 N. Este enunciado vale para as questões 8, 9 e 10.

8> A pressão no êmbolo menor é, em N/cm²:

(a) 5;               (b) 10;                        (c) 20;             (d) 40;                        (e) n.d.a.

9> A força que atua sobre o êmbolo de maior área é:

(a) 100 N;      (b) 500 N;      (c) 1000 N;    (d) 20000 N; (e) n.d.a.

10> Se o êmbolo menor descer de 120 cm, de quanto sobe o êmbolo maior ?

(a) 1,2 cm;     (b) 2,4 cm;     (c) 4,8 cm;     (d) 6,0 cm;     (e) n.d.a.

11> Um objeto com massa de 10 kg e volume 0,002 m³ é colocado totalmente dentro da água.

(a) Qual o valor do peso do objeto ?

(b) Qual a intensidade da força de empuxo que a água exerce no objeto ?

(c) Qual o valor do peso aparente do objeto ?

(d) Desprezando o atrito com a água, determine a aceleração do objeto.

Considere g = 10 m/s²

12> Um bloco cúbico de madeira (d_c = 0,65 g/cm³), com 20 cm de aresta flutua na água. Determine a altura do cubo que permanece dentro da água.

13> Os icebergs são grandes blocos de gelo que vagam em latitudes elevadas, constituindo um sério problema para a navegação, sobretudo porque deles emerge uma pequena parte do total.

Sendo V o volume total do iceberg e m_g = 0,92 g/cm³ a massa específica do gelo, determinar a porcentagem do iceberg que aflora à superfície livre da água, considerada com massa específica igual a m_L = 1 g/cm³.