FÍSICA PROF. NELSON BEZERRA

PROF. WILLIAM COSTA3º ANOENSINO MÉDIO

Unidade IVida e ambiente

CONTEÚDOS E HABILIDADES

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Aula 1.1ConteúdoEletrostática – Breve histórico sobre a evolução da eletricidade, fenômenos elétricos, condutores, isolantes e noção de carga elétrica.

CONTEÚDOS E HABILIDADES

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HabilidadeIdentificar a natureza da carga elétrica e calcular seu valor.

CONTEÚDOS E HABILIDADES

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Competências: • Compreender o conceito de eletromagnetismo e sua

aplicação às tecnologias associadas às ciências naturais em diferentes contextos.

• Reconhecer corretamente símbolos, códigos e nomenclaturas de grandezas da física entendendo métodos e procedimentos próprios da eletrodinâmica e aplicá-los em diferentes contextos.

PLANO DIDÁTICO PEDAGÓGICO

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• Apropriar-se de conhecimento da eletrodinâmica para, em situações-problemas interpretar, avaliar ou planejar intervenções científico-tecnológicas.

• Analisar as possibilidades de geração, de uso ou de transformação de energia em ambientes específicos, considerando implicações éticas, ambientais, sociais e/ou econômicas, compreendendo a inter-relação dos fenômenos magnéticos com os fenômenos elétricos na vida cotidiana.

PLANO DIDÁTICO PEDAGÓGICO

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Avaliação: • As avaliações serão aplicadas ao término de cada

unidade temática; • Nas unidades I, II, III e IV serão feitas avaliações

com a pontuação equivalente a 10 pontos, sendo 7,5 pontos da atividade escrita (Avaliação A) e 2,5 pontos das habilidades socioeducativas feita pelo Professor presencial, em formulário próprio. Obs.: essa mesma regra se aplica à Avaliação B;

PLANO DIDÁTICO PEDAGÓGICO

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• As avaliações serão elaboradas com questões contextualizadas que possam verificar o aprendizado conceitual, procedimental e atitudinal do aluno, usando imagens e textos;

• Planos de estudo para os alunos que não atingirem média mínima de aprovação determinada pelo programa;

• Progressão Parcial; • Exame de Recuperação Final.

PLANO DIDÁTICO PEDAGÓGICO

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A carga elétrica é uma das grandezas físicas mais importantes do nosso estudo. Sua natureza é atribuída às partículas elementares que constituem a matéria. Você saberia dizer a quais partículas elementares da matéria é atribuída a natureza da carga elétrica?

Átomo destacando as partículas que o formam: próton, nêutron e elétron.

DESAFIO DO DIA

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A origem e a evoluçãoda eletricidade

AULA

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Eletricidade A Eletricidade é a área da Física responsável pelo estudo de fenômenos associados a cargas elétricas. O termo eletricidade originou-se da palavra eléktron, que é derivada do nome grego âmbar. Este, por sua vez, é uma resina fóssil que, quando atritada em algum tecido, pode passar a atrair pequenos objetos.

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O estudo da eletricidade se divide em três grandes partes: • Eletrostática

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• Eletrodinâmica

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• Eletromagnetismo

AULA

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CondutoresMateriais que permitem, com facilidade, o trânsito de partículas portadoras de cargas elétrica são chamados de condutores.São exemplos de condutores os metais, o grafite, soluções eletrolíticas, gases ionizados, o corpo humano, a superfície da terra, entre outros.

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IsolantesMateriais que não permitem o trânsito de partículas portadoras de cargas elétricas com facilidade são chamados de isolante ou dielétricos. Os elétrons que formam esses materiais não têm facilidade de movimentação, tendo em vista a forte ligação entre eles e o núcleo atômico. Isopor, borracha, madeira seca, vidro, entre outros, são exemplos de materiais isolantes elétricos.

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SemicondutoresOs materiais denominados de semicondutores possuem propriedades elétricas intermediárias entre condutores e isolantes. O silício e o germânio são exemplos de materiais com essa característica.

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Cargas ElétricasToda a matéria que conhecemos é formada por moléculas. Esta, por sua vez, é formada de átomos, que são compostos por três tipos de partículas elementares: prótons, nêutrons e elétrons.

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Os átomos são formados por um núcleo, onde ficam os prótons e nêutrons e uma eletrosfera, onde os elétrons permanecem, em órbita.

AULA

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O Que É Um Átomo?

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Podemos representar um átomo, embora fora de escala, por:

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Se pudéssemos separar os prótons, nêutrons e elétrons de um átomo, e lançá-los em direção à um imã, os prótons seriam desviados para uma direção, os elétrons a uma direção oposta à do desvio dos prótons e os nêutrons não seriam afetados.

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Esta propriedade de cada uma das partículas é chamada carga elétrica. Os prótons são partículas com cargas positivas, os elétrons têm carga negativa e os nêutrons têm carga neutra.

AULA

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Um próton e um elétron têm valores absolutos iguais, embora tenham sinais opostos. O valor da carga de um próton ou um elétron é chamado carga elétrica elementar e simbolizado por e.

Nome Símbolo Carga (C) Massa (kg)Próton p+ +1,602 x 10-19 1,673 x 10-27

Nêutron n0 0 1,675 x 10-27

Elétron e- -1,602 x 10-19 9,109 x 10-31

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A unidade de medida adotada internacionalmente para a medida de cargas elétricas é o coulomb (C).

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A carga elétrica elementar é a menor quantidade de carga encontrada na natureza, comparando-se este valor com coulomb, tem-se a relação:e = 1,6 . 10-19 C

AULA

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A unidade coulomb é definida partindo-se do conhecimento de densidades de corrente elétrica, medida em ampère (A), já que suas unidades são interdependentes.Um coulomb é definido como a quantidade de carga elétrica que atravessa, em um segundo, a secção transversal de um condutor percorrido por uma corrente igual a 1 ampère.

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Dessa forma qualquer quantidade de carga existente na natureza pode ser calculada pela expressão:

Q = n . eOnde:Q é a quantidade de carga;n é o número de portadores de carga (prótons ou elétrons);e é a carga elétrica elementar.

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Exemplo:Um pequeno pedaço de alumínio possui em sua composição atômica 5,0 x 1020 prótons e 2,0 x 1020 elétrons. Sendo a carga elétrica elementar e = 1,6 x 10-19 C, calcule:

a) sua carga elétrica positiva;b) sua carga elétrica negativa;c) sua carga elétrica total.

AULA

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Solução:a) Q = n . e Q = 5,0 x 1020 . 1,6 x 10-19 Q = 8,0 x 10Q = 80 C

AULA

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b) Q = n . eQ = 2,0 x 1020 . (-1,6 x 10-19)Q = -3,2 x 10Q = -32 C

c) Qt = Q+ + Q- Qt = 80 + (-32)Qt = 48 C

AULA

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1. Quais são as partículas elementares do átomo que são responsáveis pela natureza da carga elétrica e qual sua unidade de medida?

DINÂMICA LOCAL INTERATIVA

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2. Um pequeno pedaço de cobre possui em sua composição atômica 4,0 x 1020 prótons e 3,0 x 1020 elétrons. Sendo a carga elétrica elementar e = 1,6 x 10-19 C, calcule:

a) sua carga elétrica positiva;b) sua carga elétrica negativa.

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