PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE SÃO PAULO Centro das Ciências Exatas e Tecnologia
Plano de Ensino de Disciplina Curso: ENGENHARIA DE PRODUÇÃO Disciplina: FÍSICA 3 – F3
CÓDIGO: 017322
Semestre: 2º
Período: 4º
Carga Horária: 72 h/a
Créditos: 02 (teoria) + 02 (Prática)
Ementa da Disciplina:
Estudo dos fundamentos dos campos elétrico e magnético.
Objetivos Gerais da Disciplina: Reconhecer os fenômenos eletrostáticos, eletrodinâmicos e magnéticos em situações-problema teóricas e experimentais. Aplicar os conceitos de campo elétrico e magnético para resolvê-las.
Objetivos Específicos da Disciplina: Equacionar os problemas de forças eletrostáticas, campos eletrostáticos, potencial eletrostático para distribuições discretas e contínuas de cargas elétricas, usando a lei de Coulomb. Verificar e calcular problemas envolvendo conservação da energia eletrostática. Entender o conceito de campo magnético e força magnética. Resolver problemas de campos magnéticos gerados por correntes elétricas usando as leis de Biot-Savart e Circuital de Ampère. Entender a geração de energia elétrica através da Lei de Lenz e Faraday.
Conteúdo Programático: Teoria : Carga elétrica. Distribuições de cargas. Lei de Coulomb. Campo eletrostático. Potencial elétrico. Energia potencial elétrica. Campo magnético. Força magnética. Movimento de partículas carregadas em campos magnéticos. Força magnética sobre uma corrente elétrica. Conjugado magnético. Lei de Biot-Savart. Fluxo magnético. Lei de Lenz e Faraday. Laboratório: Fenômenos Eletrostáticos. Leis de Ohm. Bipolo Gerador. Leis de Kirchhoff. Osciloscópio. Linhas Equipotenciais. Fenômenos magnéticos e eletromagnéticos. Campo magnético de bobina chata (Lei de Biot- Savart). Indução eletromagnética (Lei de Faraday).
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Metodologia : - Aulas teóricas expositivas com eventual uso de recursos áudio-visuais. - Aulas práticas de laboratório e de simulação computacional. - Como suporte ao curso, será utilizado o ambiente Moodle (www.moodle.pucsp.br), onde haverá uma área para a disciplina, com orientações para experimentos e outros materiais. Também utilizaremos um blog como suporte para as aulas experimentais http://fisicaengdeprodpucsp.blogspot.com/ . Critérios de Avaliação :
A média final será calculada na forma geral aprovada para o Curso :
M F 0,3. AT 0,2.P1 0,5.P2
≥ 5,0
(com frequência ≥ 75 %)
P1: Prova 1 (teoria e laboratório) P2: Prova 2 (teoria e laboratório) PS: Prova Substitutiva de P1 ou P2. (teoria e laboratório) AT: Atividades continuadas do semestre, detalhadas em “Instrumentos de Avaliação”. 50 % de AT corresponderão à média dos relatórios das experiências realizadas em laboratório.
Instrumentos de Avaliação: A avaliação será realizada através de provas escritas e atividades, tais como, seminários, projetos, relatórios de experimentos, trabalhos individuais e em grupos. Obrigatoriamente serão realizadas duas provas e uma atividade. As provas serão presenciais. O aluno poderá realizar uma Prova Substitutiva (P S), que substituirá a nota P1 ou P2 no sentido de maximizar a média final, quando for o caso. A prova PS é uma prova aberta, ou seja, mesmo o aluno que tenha sido aprovado poderá realizá-la, sem prejuízo de nota. Estes alunos deverão informar ao professor sua intenção para que uma sala adequada e um número suficiente de provas sejam providenciadas. A aprovação do aluno acontecerá na situação em que MF 5,0, com 75% ou mais de presença nas aulas de teoria e de laboratório.
Bibliografia básica: - HALLIDAY, D.; RESNICK, R. e WALKER, J. Fundamentos de Física. Volume 3. 8ª edição. Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., Rio de Janeiro, 2009. - YOUNG, H.D.; FREEDMAN, R.A. Física III e IV. 12a. ed., Pearson Addison Wesley. SP, 2009.
Bibliografia complementar : - TIPLER, A. P., MOSCA ,G. Física para Cientistas e Engenheiros, Volume 2: Eletricidade e Magnetismo, Ótica. 6ª Edição , Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., Rio de Janeiro, 2009. - KNIGHT, R. D.. Física - uma abordagem estratégica, vol. 3, Bookman Cia. Ed., 2009. - KELLER, F.J.; GETTYS, W.E.; SKOVE, M.J. Física. Vol. 1 e 2. Makron Books do Brasil Ed., SP, 2004. - ALONSO, M. & FINN, E.J. Física. Addison-Wesley Ibero-Americana, Pearson Ed., SP, 1999 .
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Pré-requisitos: Derivadas. Integrais simples, duplas e triplas. .
CRONOGRAMA PREVISTO: TEORIA – 2º 2010 SEMANA
TÓPICOS
2ª. FEIRA
1
Apresentação do plano de Ensino. Normas da disciplina. Carga elétrica.
26.07
2
Lei de Coulomb. Exercícios. Força elétrica.
02.08
3
Campo elétrico de uma carga puntiforme. Campo elétrico de uma distribuição discreta de cargas.
09.08
4
Campo elétrico de uma distribuição contínua de cargas. Exercícios.
16.08
5
Campo elétrico de uma distribuição contínua de cargas. Exercícios.
23.08
6
Potencial elétrico e energia potencial elétrica. Relação entre trabalho e diferença de potencial. Relação entre campo e potencial.
30.08
7
Potencial elétrico de uma distribuição discreta e contínua de cargas. Exercícios.
13.09
8
Prova P1 (teoria)
20.09
9
Campo magnético. Força magnética. Movimento de partículas eletrizadas em campo magnético. O acelerador de partículas Cíclotron.
27.09
10
Força magnética e campo magnético. Exercícios.
04.10
11
Força magnética sobre corrente elétrica. Torque magnético.
18.10
12
Força magnética e Torque magnético. Exercícios.
25.10
13
Fluxo magnético. Leis de Lenz e de Faraday
08.11
14
Força eletromotriz induzida. Exercícios.
22.11
15
Prova P2 (teoria)
29.11
16
Prova PS (teoria + laboratório)
06.12
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CRONOGRAMA FÍSICA 3 : LABORATÓRIO – 2º 2010 – turma A SEMANA
TÓPICOS
2ª. feira
1
Apresentação do Plano de Ensino. Normas do Laboratório
26.07
2
Fenômenos Eletrostáticos (demonstração)
02.08
3
Fenômenos Eletrostáticos
09.08
4
Leis de Ohm (Corrente elétrica contínua; tensão, resistências e potência elétricas). Simulações e exercícios.
16.08
5
Resistência elétrica e sua medição. Código de cores. Associações de resistores: série e paralelo.
23.08
6
Medidas de tensões, correntes e resistências em circuitos simples. Curvas características – condutores ôhmico e não ôhmico (LDR)
30.08
Bipolo gerador (equação do gerador, curva característica, potências, rendimento). Aula prática. Exercícios para prova P1 (lab.)
13.09
8
Osciloscópio (introdução e prática) – medições de tensões CC e CA.
20.09
9
Prova P1 (laboratório) (junto c/ turma B)
27.09
10
Osciloscópio (prática) – Semicondutores e a determinação do código de um controle remoto – principio de funcionamento da transmissão ótica de sinais
04.10
Regras de Kirchhoff - noções sobre filtros passa- alta e passa-baixa. Circuito RC. Um capacitor cortando corrente contínua.
18.10
12
Linhas Equipotenciais (prática)
25.10
13
Fenômenos magnéticos e eletromagnéticos (demonstração e simulações)
08.11
14
Campo Magnético da Terra (Campo de uma bobina. Lei de Biot- Savart) (Prova P2 (lab.) será em 25.11, junto c/ turma B) Indução eletromagnética (Lei de Faraday)- Queda de um imã através de bobinas – Queda de um imã através de bobinas – estudo da aceleração de queda utilizando a entrada de microfone de um PC Prova PS (teoria e laboratório)
7
11
15
16
22.11
29.11 06.12
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CRONOGRAMA : Física 3 - LABORATÓRIO – 2º 2010 – turma B SEMANA
TÓPICOS
5ª. feira
1
Apresentação do Plano de Ensino. Normas do Laboratório.
29.07
2
Fenômenos eletrostáticos (demonstração)
05.08
3
Fenômenos eletrostáticos
12.08
4
Leis de Ohm (Corrente elétrica contínua; tensão, resistências e potência elétricas). Simulações e exercícios.
19.08
5
Resistência elétrica e sua medição. Código de cores. Associações de resistores: série e paralelo.
26.08
6
Medidas de tensões, correntes e resistências em circuitos simples. Curvas características – condutores ôhmico e não ôhmico (LDR)
02.09
7
Bipolo gerador (equação do gerador, curva característica, potências, rendimento). Aula prática.
09.09
8 9
Osciloscópio (introdução e prática) – medições de tensões CC e CA. Exercícios para prova P1 (lab.) (em 27.09, junto c/ turma A)
11
Osciloscópio (prática) – Semicondutores e a determinação do código de um controle remoto – principio de funcionamento da transmissão ótica de sinais Não haverá aula (Participação em evento cientifico)
12
Semana de Ciência e Tecnologia da PUC-SP
10
13 14 15 16
17 18
Regras de Kirchhoff - noções sobre filtros passa- alta e passa-baixa. Circuito RC. Um capacitor cortando corrente contínua Linhas Equipotenciais (prática) Fenômenos magnéticos e eletromagnéticos (demonstrações e simulações) Campo Magnético da Terra (Campo de uma bobina. Lei de Biot- Savart) Indução eletromagnética (Lei de Faraday)- Queda de um imã através de bobinas – Queda de um imã através de bobinas – estudo da aceleração de queda utilizando a entrada de microfone de um PC Prova P2 (lab.) (turmas A e B)
16.09 23.09 30.09 07.10 14.10 21.10 28.10 04.11 11.11
18.11 25.11
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19
Reposição
02.12