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PRODUTO EDUCACIONAL: ENSINO DE TÓPICOS DO ELETROMAGNETISMO UTILIZANDO RECURSOS TECNOLÓGICOS E MÉTODOS ATIVOS DE APRENDIZAGEM Carlos Raul da Silva Lopes Neves

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  • PRODUTO EDUCACIONAL: ENSINO DE TÓPICOS DO

    ELETROMAGNETISMO UTILIZANDO RECURSOS TECNOLÓGICOS

    E MÉTODOS ATIVOS DE APRENDIZAGEM

    Carlos Raul da Silva Lopes Neves

  • APRESENTAÇÃO

    O produto em questão foi desenvolvido para ser aplicado no Ensino Médio

    tratando sobre tópicos fundamentais do Eletromagnetismo, buscando alterar o

    contexto tradicional em sala de aula inserindo os alunos na construção do seu

    conhecimento e auxiliando-os a concretizar os conceitos físicos abstratos.

    A sequência didática proposta foi estruturada seguindo os pressupostos

    teóricos de Ausubel e Vygotsky. Ela foi desenvolvida tendo como base principal a

    utilização dos métodos ativos Ensino sob Medida (EsM) e Instrução por Colegas

    (IpC), através do quiz online do aplicativo Kahoot, no entanto também utilizou-se

    outros recursos de ensino, tais como, simulações computacionais, textos de apoio e

    plataforma virtual. Para a elaboração desta, optou-se por um referencial teórico que

    valorizasse as concepções trazidas pelos alunos, o diálogo e principalmente a

    autonomia do aluno de aprender para que se tornasse possível um ambiente de

    aprendizagem diferente do tradicional, dando assim condições para uma

    aprendizagem significativa.

    ORGANIZAÇÃO DA SEQUÊNCIA DIDÁTICA

    A sequência didática foi desenvolvida com a finalidade de lecionar os

    seguintes conteúdos: (I) carga elétrica e eletrização, (II) campo elétrico e força

    elétrica, (III) corrente elétrica e resistores, (IV) imã e campo magnético e (V) indução

    eletromagnética. Cada tópico é aplicado em duas aulas com 50 minutos de duração

    cada, totalizando 1h e 40 min.

    Para aplicação desta sequência didática utiliza-se 6 (seis) encontros onde no

    primeiro encontro é apresentado aos alunos quais são os recursos tecnológicos

    utilizados, métodos de ensino e as tarefas prévias que deverão ser realizadas, já nos

    outros 5 encontros é aplicado cada tópico do eletromagnetismo listado

    anteriormente.

    A aplicação deste produto requer que o aluno assuma a responsabilidade de

    se preparar para a aula, realizando tarefas anteriores à aula, como a leitura do texto

    de apoio e a utilização de simulações virtuais sobre fenômenos físicos. Após o

    estudo desse material, focado nos tópicos mais importantes a serem discutidos em

  • aula, os alunos devem responder eletronicamente, dentro de uma semana, um

    questionário prévio. As respostas dos alunos às tarefas preparatórias serão de

    grande importância para que o professor prepare o novo questionário a ser

    respondido em sala e organize sua aula, focando nas principais dificuldades

    manifestadas pelos alunos (NOVAK et al., 1999; MAZUR, 1997).

    Durante a aplicação dos questionários aplicados em sala através do Kahoot,

    deve se seguir as seguintes orientações:

    I) Se mais de 70% dos estudantes votarem na resposta correta da questão,

    seguir para uma nova questão.

    II) Se o percentual de acertos obtidos na primeira votação estiver entre 30% e

    70%. Agrupe os alunos em pequenos grupos (2-5 pessoas), preferencialmente que

    tenham escolhido respostas diferentes, pedindo que eles tentem convencer uns aos

    outros usando as justificativas pensadas ao responderem individualmente.

    III) Se menos de 30% das respostas estiverem corretas. Revisitar o conceito

    explicado, através de nova exposição dialogada buscando aclará-lo, apresentando

    outra questão conceitual ao final da explanação e recomeçando o processo.

    Conta-se também com um site1 onde é disponibilizado os textos de apoio,

    simulações computacionais desenvolvidas pelo Phet e códigos para acesso aos

    questionários desenvolvidos no aplicativo do Kahoot.

    Tabela de Organização da Sequência Didática

    ENCONTROS CONTEÚDOS RESULTADOS DE APRENDIZAGEM

    ESPERADOS

    ESTRATÉGIAS

    1º Encontro: Apresentação aos alunos da metodologia aplicada, recursos tecnológicos a serem utilizados e aplicação do 1º questionário.

    Todos os conteúdos a serem aplicados ao longo da sequência didática.

    - Apresentação oral sobre os métodos ativos EsM e IpC. - Explicação da utilização do Kahoot e do Phet. - Envio do link de acesso à plataforma virtual onde estão disponíveis os textos de apoio, os códigos de acesso para os questionários prévios do Kahoot e as simulações

    1 https://nevescarlosraul.wixsite.com/jovemdafisica

  • computacionais de cada encontro.

    2º Encontro: Carga elétrica e Eletrização

    Princípio da atração e repulsão

    Princípio da conservação das cargas elétricas

    Condutores e Isolantes

    Processos de eletrização

    - Compreender o princípio da conservação das cargas e como ocorrem os processos de eletrização de um corpo. - Diferenciar os materiais condutores e isolantes - Aplicar o conceito de atração e repulsão das cargas elétricas

    - Apresentação e debate dos resultados do 1º questionário prévio - Mini explanação oral do conteúdo - Aplicação da simulação computacional Balões e Eletricidade Estática do Phet Simulations. - Aplicação de um novo questionário em sala através do Kahoot. - Debate em grupos das questões com menos de 70 % de acerto - Liberação na plataforma digital do texto de apoio, código de acesso para o questionário prévio no Kahoot e link do jogo interativo chamado Hóquei no campo elétrico do Phet Simulations.

    3º Encontro: Força elétrica e Campo elétrico

    Lei de Coulomb

    Conceito de campo elétrico

    Cálculo do campo elétrico

    Linhas de Forças

    - Aplicar a lei de Coulomb e o movimento de cargas elétricas, sob ação de campos elétricos; - Compreender o conceito de campo elétrico e linha de força. .

    - Apresentação e debate dos resultados do 2º questionário prévio - Mini explanação oral do conteúdo - Debate sobre a simulação Hóquei no campo elétrico do Phet Simulations - Aplicação de um novo questionário em sala através do Kahoot. - Debate em grupos das questões com menos de 70 % de acerto - Liberação na plataforma digital do texto de apoio e código de acesso para o novo questionário prévio do Kahoot - Solicitação para montagem de um circuito simples através da simulação chamada Kit para Montar Circuito DC -

  • Lab Virtual do Phet Simulations, disponível na plataforma virtual.

    4º Encontro: Corrente elétrica, resistor elétrico e associação de resistores

    Conceito e cálculo de corrente elétrica

    Conceito de resistor, gráfico de resistor ôhmico e não-ôhmico

    Associação de resistores

    - Identificar e descrever o sentido da corrente elétrica real e convencional; - Calcular e reconhecer as grandezas físicas e suas respectivas unidades de medida; - Identificar em um circuito elétrico simples quando ocorre a passagem de corrente elétrica. - Diferenciar os tipos de resistores e suas aplicações no cotidiano

    - Apresentação e debate dos resultados do 3º questionário prévio - Mini explanação oral do conteúdo - Debate sobre a simulação Kit para Montar Circuito DC - Lab Virtual do Phet Simulations - Aplicação de um novo questionário em sala através do Kahoot. - Debate em grupos das questões com menos de 70 % de acerto - Liberação na plataforma digital do código de acesso para o novo questionário prévio no Kahoot e link da simulação Laboratório de Eletromagnetismo de Faraday do Phet Simulations.

    5º Encontro: Ímã e Campo magnético

    Propriedades dos ímãs

    Conceito de campo magnético

    Campo magnético terrestre

    Linhas de campo magnético

    Experiência de Oersted

    Cálculo do campo magnético

    - Identificar as características de um ímã; - Compreender a inexistência de monopolos magnéticos; - Diferenciar polos magnéticos e geográficos; - Compreender o funcionamento de uma bússola; - Destacar a relação entre fenômenos elétricos e magnéticos da experiência de Oersted; - Aplicar a regra da mão direita para os diferentes condutores

    - Apresentação e debate dos resultados do 4º questionário prévio - Mini explanação oral do conteúdo - Debate sobre a simulação Laboratório de Eletromagnetismo de Faraday Phet Simulations - Aplicação de um novo questionário em sala através do Kahoot. - Debate em grupos das questões com menos de 70 % de acerto - Liberação na plataforma digital do código de acesso para o último questionário prévio no Kahoot e link da simulação Gerador do Phet Simulations.

  • percorridos por corrente elétrica.

    6º Encontro: Indução Eletromagnética

    Fluxo Magnético

    Lei de Lenz

    Transformador

    Geração de energia elétrica

    - Explicar o conceito de fluxo magnético e relacionar as grandezas envolvidas - Compreender a lei de Lenz - Aplicar os conceitos de indução eletromagnética para explicar o funcionamento dos transformadores de tensão - Compreender a geração de energia elétrica.

    - Apresentação e debate dos resultados do 5º questionário prévio - Mini explanação oral do conteúdo utilizando a simulação Lei de Faraday do Phet Simulations - Debate sobre a simulação Gerador do Phet Simulations - Aplicação de um novo questionário em sala através do Kahoot. - Debate em grupos das questões com menos de 70 % de acerto - Link da pesquisa de avaliação das aulas.

    UNIDADE 1: CARGA ELÉTRICA E ELETRIZAÇÃO

    TEXTO DE APOIO 1

    PRINCÍPIOS DA ELETROSTÁTICA:

    Princípio da atração e repulsão

    • Cargas elétricas de mesmo sinal repelem-se.

    • Cargas elétricas de sinais opostos atraem-se.

    Fonte: pH, 2014.

    Princípio da conservação das cargas elétricas

    Num sistema eletricamente isolado, a soma algébrica das quantidades de

    cargas positivas e negativas é constante.

  • Corpo Eletrizado

    É o corpo que possui excesso de elétrons (carga negativa) ou falta de elétrons

    (carga positiva).

    O valor da carga de um próton ou um elétron é chamado carga elétrica

    elementar e simbolizado por e. A unidade de medida adotada internacionalmente

    para a medida de cargas elétricas é o coulomb (C).

    Podemos definir a carga elétrica de um corpo (Q) pela relação:

    Q = n.e

    Onde:

    Q= Carga elétrica, medida em coulomb no SI

    n= quantidade de cargas elementares, que é uma grandeza adimensional e têm

    sempre valor inteiro (n=1, 2, 3, 4 ...)

    e= carga elétrica elementar (1,6.10−19 C)

    CONDUTORES E ISOLANTES

    Condutores elétricos

    Meios materiais nos quais as cargas elétricas movimentam-se com facilidade.

    Isolantes elétricos ou dielétricos

    Meios materiais nos quais as cargas elétricas não têm facilidade de

    movimentação.

    Elétrons livres: elétrons mais afastados do núcleo atômico, ligados fracamente

    a ele. Os elétrons livres são os responsáveis pela condução de eletricidade nos

    metais.

    PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO

    Eletrização por atrito

    Os corpos atritados adquirem cargas de mesmo valor absoluto e de sinais

    opostos:

  • Fonte: Ramalho, 2009.

    Convenientemente foi elaborada uma lista em dada ordem que um elemento ao

    ser atritado com o sucessor da lista fica eletrizado positivamente. Esta lista é

    chamada série triboelétrica:

    Fonte: pH, 2014.

    Eletrização por contato

    Os condutores adquirem cargas de mesmo sinal. Se os condutores tiverem

    mesma forma e mesmas dimensões, a carga final será igual para os dois e dada

    pela média aritmética das cargas iniciais:

    Fonte: Ramalho, 2009.

    Eletrização por indução

    O condutor induzido adquire carga de sinal oposto à do condutor indutor. A

    figura seguinte apresenta a sequência dos procedimentos no caso de o indutor ter

    carga positiva.

    O processo é dividido em três etapas:

    I) Primeiramente um bastão eletrizado é aproximado de um condutor inicialmente

    neutro:

  • Fonte: Só Física

    II) O próximo passo é ligar o induzido à terra, ainda na presença do indutor.

    Fonte: Só Física

    III) Desliga-se o induzido da terra, fazendo com que sua única carga seja a do

    sinal oposto ao indutor.

    Fonte: Só Física

    Após pode-se retirar o indutor das proximidades e o induzido estará eletrizado

    com sinal oposto à carga do indutor e as cargas se distribuem por todo o corpo.

    REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

    FERRARO, Nicolau Gilberto; Ramalho Junior, Francisco; Soares, Paulo Toledo.

    Física 3: Os Fundamentos da Física - 3º Ano. Editora MODERNA, 2009.

    KAZUHITO, Yamamoto; FUKE, Luiz Felipe. Física para Ensino Médio: Eletricidade e

    Física Moderna, 1° Ed - São Paulo: Saraiva 2010.

    MENIN, Olavo Henrique. Ciências da Natureza: Eletrostática. São Paulo: Saraiva,

    2015.

    Pré-Vestibular Extensivo Física ph, Caderno 2. Editora Abril, 2014.

    SAMPAIO, José Luiz; CALÇADA, Caio Sérgio. Física: volume único. 2º edição – São

    Paulo: Atual, 2005.

  • SÓ FÍSICA. Disponível em:

    Acesso

    em: 02 de junho de 2018.

    QUESTIONÁRIO PRÉVIO 1

    Questão 1 – Qual o nome da carga positiva?

    a) Elétron

    b) Próton

    c) Nêutron

    d) Pósitron

    Questão 2 – Qual o nome da carga negativa?

    a) Elétron

    b) Próton

    c) Nêutron

    d) Pósitron

    Questão 3 – Qual o nome da carga elétrica de valor nulo?

    a) Elétron

    b) Próton

    c) Nêutron

    d) Pósitron

    Questão 4 – Um corpo carregado positivamente possui:

    a) mesma quantidade de prótons e nêutrons

    b) maior quantidade de elétrons do que nêutron

    c) maior quantidade de prótons do que de elétrons

    d) maior quantidade de elétrons que de nêutrons

    Questão 5 – Um corpo carregado negativamente possui:

    a) mesma quantidade de prótons e nêutrons

    b) maior quantidade de elétrons do que de prótons

    c) maior quantidade de prótons do que de elétrons

    d) maior quantidade de elétrons que de nêutrons

    Questão 6 – Após o processo de eletrização por atrito, os corpos ficam com cargas

    de:

    a) cargas de mesmo sinal

  • b) cargas de sinais opostos

    c) cargas de sinal positivo

    d) cargas de sinal negativo

    Questão 7 – A eletrização por contato só é possível se os corpos forem:

    a) isolantes

    b) neutros

    c) carregados

    d) condutores

    Questão 8 – Após a eletrização por contato, os corpos ficam com cargas de:

    a) cargas de mesmo sinal

    b) cargas de sinais opostos

    c) cargas de sinal positivo

    d) cargas de sinal negativo

    Questão 9 – Na eletrização por indução o induzido deve ser:

    a) condutor

    b) Isolante

    c) semicondutor

    d) anti condutor

    Questão 10 – Para que ocorra atração entre corpos é necessário que:

    a) um corpo seja isolante

    b) um corpo seja condutor

    c) um corpo seja descarregado

    d) um corpo seja carregado

    GABARITO

    1- B

    2- A

    3- C

    4- C

    5- B

    6- B

    7- D

    8- A

    9- A

    10- D

  • SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL DO PHET: BALÕES

    Foto da utilização da simulação Balões do Phet

    Fonte: https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/balloons

    QUESTIONÁRIO EM SALA 1

    Questão 1 – Quando os materiais adquirem cargas elétricas:

    a) eles se repelem

    b) eles ficam eletrizados

    c) não acontece nada

    d) eles perdem carga elétrica

    Questão 2 – O que acontece com cargas de sinais iguais?

    a) se atraem

    b) se repelem

    c) Não acontece nada

    d) Aumentam de intensidade

    Questão 3 – Qual dos materiais abaixo pode conduzir cargas elétricas?

    a) Metal

    b) Granito

    c) Plástico

    d) Madeira

    Questão 4 – O núcleo é formado de que?

    a) Só nêutrons

    b) Elétrons

    https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/balloons

  • c) Prótons e nêutrons

    d) Não existe núcleo no átomo

    Questão 5 – Qual carga circula ao redor do núcleo do átomo?

    a) Prótons e nêutrons

    b) Elétrons e nêutrons

    c) Elétrons

    d) Prótons

    Questão 6 – Qual é a principal função de um condutor elétrico.

    a) Oferecer baixa resistência a passagem de cargas elétricas

    b) Impedir a passagem de carga elétrica

    c) Gerar energia

    d) nenhum

    Questão 7 – O que é um corpo eletricamente neutro?

    a) aquele que possui 1 volt de carga elétrica

    b) É um condutor elétrico

    c) É o corpo que possui mesma quantidade de prótons e elétrons

    d) Não existe corpos eletricamente neutros

    Questão 8 – Quando realizamos um aterramento nas residências para onde a

    eletricidade é conduzida?

    a) Para o ar

    b) Para a corrente elétrica do poste

    c) Para o solo

    d) O fio terra não conduz eletricidade

    Questão 9 – Qual nome do filósofo-físico a descobrir que quando objetos são

    atritados contra o outro, adquirem a propriedade de atrair objetos leves?

    a) J.J. Thomson

    b) Lavoisier

    c) Tales de Mileto

    d) Charles Coulomb

    Questão 10 – Qual é o conceito de carga elétrica?

    a) Quantidade de elétrons em um corpo

    b) Propriedade da matéria

    c) É o que é transportado pela corrente

    d) É o que se converte em energia elétrica em um circuito.

  • GABARITO

    1- B

    2- B

    3- A

    4- C

    5- C

    6- A

    7- C

    8- C

    9- C

    10- B

    UNIDADE 2: FORÇA ELÉTRICA E CAMPO ELÉTRICO

    TEXTO DE APOIO 2

    Lei de Coulomb:

    A intensidade da força de ação mútua entre duas cargas elétricas puntiformes

    é diretamente proporcional ao produto dos valores absolutos das cargas e

    inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa.

    Fonte: Ramalho, 2009.

    F = 𝐤.|𝐐𝟏.𝐐𝟐|

    𝐝𝟐

    K=constante eletrostática do meio onde estão as cargas

    No vácuo: k = 9.109 N.m²/C².

    No Sistema Internacional de Unidades (SI), a unidade de carga elétrica é o

    coulomb (símbolo C).

    Para se determinar se estas forças são de atração ou de repulsão utiliza-se o

    produto de suas cargas, ou seja:

    Q1.Q2 > 0 forças de repulsão

    Q1.Q2 < 0 forças de atração

  • Conceito de Campo Elétrico

    Uma carga elétrica puntiforme (Q) origina, na região que a envolve, um

    campo de forças chamado campo elétrico. Uma carga elétrica puntiforme de prova

    (q), colocada num ponto P dessa região, fica sob ação de uma força elétrica (Fe). A

    carga elétrica (q) “sente” a presença da carga (Q) por meio do campo elétrico que Q

    origina. Portanto, a força elétrica (Fe) é devida à interação entre o campo elétrico da

    carga Q e a carga elétrica q.

    Fonte: Ramalho, 2009.

    Analogamente, a carga elétrica de prova q também produz um campo elétrico

    que age sobre a carga elétrica Q.

    Assim o campo elétrico desempenha o papel de transmissor de interações

    entre as cargas elétricas.

    Vetor campo elétrico (�⃗� )

    A força elétrica (Fe) que age na carga elétrica (q) é dada pelo produto de dois

    fatores:

    • um escalar, que é a carga elétrica q;

    • outro vetorial, que caracteriza a ação da carga Q, ou da distribuição de cargas, em

    cada ponto P do campo. Este fator é indicado por E⃗⃗ e recebe o nome de vetor campo

    elétrico em P.

    Assim, podemos escrever:

    Fe = q.E

    • Se q é positiva (q>0), Fe e E têm o mesmo sentido.

    • Se q é negativa (q

  • Fonte: Ramalho, 2009.

    Unidade de intensidade do vetor campo elétrico no SI: newton por coulomb

    (N/C).

    Campo Elétrico de uma carga puntiforme fixa

    Fonte: Ramalho, 2009.

    • Intensidade: 𝐄 =𝐤 .|𝐐|

    𝐝²

    • Direção: da reta que une a carga ao ponto P.

    • Sentido: de afastamento se Q positiva (Q>0); de aproximação se Q negativa

    (Q

  • Linhas de força

    Linhas tangentes ao vetor campo elétrico em cada um de seus pontos. São

    orientadas no sentido do vetor campo elétrico.

    Fonte: Ramalho, 2009.

    Campo Elétrico Uniforme

    O vetor campo elétrico E é o mesmo em todos os pontos; as linhas de força

    são retas paralelas igualmente espaçadas e de mesmo sentido.

    REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

    FERRARO, Nicolau Gilberto; RAMALHO, Francisco Junior; SOARES, Paulo Toledo.

    Física 3: Os Fundamentos da Física - 3º Ano. Editora MODERNA, 2009.

    KAZUHITO, Yamamoto; FUKE, Luiz Felipe. Física para Ensino Médio: Eletricidade e

    Física Moderna, 1° Ed - São Paulo: Saraiva 2010.

    MENIN, Olavo Henrique. Ciências da Natureza: Eletrostática. São Paulo: Saraiva,

    2015.

    Pré-Vestibular Extensivo Física ph, Caderno 2. Editora Abril, 2014.

  • SAMPAIO, José Luiz; CALÇADA, Caio Sérgio. Física: volume único. 2º edição – São

    Paulo: Atual, 2005.

    SÓ FÍSICA. Disponível em:

    Acesso

    em: 02 de junho de 2018.

    QUESTIONÁRIO PRÉVIO 2

    Questão 1 – A força elétrica é diretamente proporcional:

    a) ao valor das cargas

    b) a distância

    c) ao tempo

    d) ao condutor

    Questão 2 – Sobre a força elétrica, se a distância entre cargas é dobrada?

    a) a força é dobrada

    b) a força diminui 2 vezes

    c) a força diminui 3 vezes

    d) a força diminui 4 vezes

    Questão 3 – Uma carga positiva gera um campo elétrico de:

    a) afastamento

    b) nulo

    c) aproximação

    d) maior que zero

    Questão 4 – Uma carga negativa gera um campo elétrico de:

    a) afastamento

    b) nulo

    c) aproximação

    d) maior que zero

    Questão 5 – Num ponto de distancia D de uma carga geradora negativa, o campo

    elétrico é:

    a) diretamente proporcional a distância D

    b) diretamente proporcional ao ponto

    c) diretamente proporcional a carga de prova

    d) diretamente proporcional a carga geradora

  • Questão 6 – O que acontece com cargas de sinais iguais?

    a) se atraem

    b) se repelem

    c) Não acontece nada

    d) Aumentam de intensidade

    Questão 7 – O que acontece com cargas de sinais opostos?

    a) se atraem

    b) se repelem

    c) Não acontece nada

    d) Aumentam de intensidade

    Questão 8 – Conceitualmente, o campo elétrico pode ser entendido como?

    a) Um alteração no espaço

    b) Uma onda admensional

    c) Uma região do espaço

    d) Uma região onde se manifesta a força elétrica

    Questão 9 – Sabendo que a partícula possui carga positiva, analise a figura

    fornecida:

    a) a partícula tende a ficar em repouso, primeira lei de Newton

    b) a partícula entra em MRUV acelerado, segunda lei de Newton

    c) a partícula descreve um movimento retilíneo uniforme

    d) a partícula entra em MRUV retardado, segunda lei de Newton

    Questão 10 – Com base nos seus conhecimentos, associe as cargas elétricas de

    cada imagem.

  • a) elétron e elétron; próton e próton.

    b) elétron e próton; próton e próton

    c) próton e próton; elétron e elétron

    d) próton e elétron; prótron e prótron

    GABARITO

    1- A

    2- D

    3- A

    4- C

    5- D

    6- B

    7- A

    8- D

    9- B

    10- D

    SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL DO PHET: HÓQUEI NO CAMPO ELÉTRICO

    Fonte: https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/legacy/electric-hockey

    https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/legacy/electric-hockey

  • QUESTIONÁRIO EM SALA 2

    Questão 1 – A figura mostra 3 cargas elétricas de mesmo sinal. A força resultante

    sobre a carga A será:

    a) vertical para baixo, somente se as cargas forem negativas

    b) vertical para cima, somente se as cargas forem positivas.

    c) Vertical para cima, qualquer que seja o sinal.

    d) Vertical para baixo, qualquer que seja o sinal das cargas.

    Questão 2 – Para que a força resultante sobre a carga q3 tenha sentido da

    esquerda para direita, os sinais de q1 e q2 são, respectivamente:

    a) Negativo, negativo

    b) Negativo, positivo

    c) Positivo, negativo

    d) Positivo, positivo

    Questão 3 – Sabendo-se que as três cargas estão em equilíbrio e que q2 é positiva,

    as cargas de q1 e q2 são, respectivamente:

    a) Positiva, positiva

    b) Positiva, negativa

    c) Negativa, positiva

    d) Negativa, negativa

  • Questão 4 – Analise as figuras e descubra as cargas elétricas de Q e q.

    a) Figura 1: Q é POSITIVO e q é NEGATIVO

    b) Figura 2: Q é NEGATIVO e q é POSITIVO

    c) Figura 3: Q é NEGATIVO e q é NEGATIVO

    d) Em todas as figuras: q é POSITIVO

    Questão 5 – Sabendo-se que os módulos da cargas são iguais, o campo elétrico

    resultante no centro do hexágono aponta para:

    a) E

    b) D

    c) B

    d) é nulo

    Questão 6 – Para que a imagem seja possível, qual será o sinal de A e B,

    respectivamente:

  • a) positivo e negativo

    b) negativo e negativo

    c) negativo e positivo

    d) positivo e positivo

    Questão 7 – Os pontos onde há maior possibilidade de o elétron(e) e o nêutron(n)

    atingirem o anteparo são, respectivamente:

    a) A e B

    b) A e C

    c) B e C

    d) C e B

    Questão 8 – Indique a imagem que melhor representa as linhas de campo entre as

    cargas +6 C e -2C, representadas na figura.

    a) imagem a

    b) imagem b

    c) imagem c

    d) Nenhuma das imagens

  • Questão 9 – Os sinais das cargas 1 e 2 são, respectivamente:

    a) negativo e negativo

    b) negativo e positivo

    c) positivo e positivo

    d) positivo e negativo

    Questão 10 – Quais são as unidades no SI de força elétrica e campo elétrico,

    respectivamente:

    a) V (volt), N/C (newton por coulomb)

    b) F (farad), A (ampère)

    c) N (newton), C (coulomb)

    d) N (newton), N/C (newton por coulomb)

    GABARITO

    1- C

    2- C

    3- D

    4- C

    5- C

    6- D

    7- A

    8- C

    9- D

    10- D

  • UNIDADE 3: CORRENTE ELÉTRICA E RESISTORES ELÉTRICOS

    TEXTO DE APOIO 3

    Corrente Elétrica (i)

    Um condutor metálico, que tem a característica de ter elétrons livres, quando é

    conectado a um polo positivo, e em sua outra extremidade a um polo negativo,

    esses elétrons inicialmente livre e desordenados iniciam um movimento ordenado.

    Assim podemos definir como movimento ordenado de cargas elétricas.

    Sentido da Corrente Elétrica: Para o sentido da corrente temos que

    diferenciar o sentido real do sentido convencional.

    Fonte: Info Escola

    Observando os elétrons que passam por uma secção transversal de um fio

    podemos medir a quantidade média de elétrons que passam pelo fio, assim a

    intensidade média da corrente elétrica i num condutor em um intervalo de tempo Δt,

    é definido como:

    𝐢 = 𝐐

    𝚫𝐭

    Assim para o sistema internacional temos que a corrente elétrica será definida

    como ampère (A), daí:

    A = [C/s]

    Ampère é definido como Coulomb por segundo.

    Resistência Elétrica

    Se fizermos uma ligação com diferentes fios condutores, a uma mesma fonte

    de energia, veremos que as correntes obtidas serão diferentes umas das outras.

    Isso se dá pelo fato de o próprio fio oferecer “dificuldades” à passagem da corrente

    elétrica. Com a finalidade de medir essa “dificuldade”, definiu-se uma nova

    grandeza: a resistência do condutor.

  • Os resistores são elementos de circuito que consomem energia elétrica,

    convertendo-a em energia térmica. A conversão de energia elétrica em energia

    térmica é chamada de Efeito Joule.

    Os resistores podem ser encontrados em vários objetos, como por exemplo,

    no chuveiro, na lâmpada, etc. A figura abaixo nos mostra como os resistores são

    representados em um circuito elétrico.

    Fonte: Brasil Escola

    A resistência elétrica (R) pode ser definida pelas seguintes equações:

    R = 𝐔

    𝐢

    ou

    U = R.i

    Na 1º Lei de Ohm acima, temos:

    U = é a diferença de potencial (ddp) [V]

    i = é a intensidade da corrente elétrica [A]

    R = é a resistência elétrica [Ω]

    A unidade, adotada pelo SI é o Ohm (Ω).

    2º Lei de Ohm:

    Esta lei descreve as grandezas que influenciam na resistência elétrica de um

    condutor.

    A resistência de um condutor homogêneo de secção transversal constante é

    proporcional ao seu comprimento e da natureza do material de sua construção, e é

    inversamente proporcional à área de sua secção transversal. Em alguns materiais

    também depende de sua temperatura.

    Sendo expressa por:

    R = ⍴.𝐋

    𝐀

    Onde:

    ρ= resistividade, depende do material do condutor e de sua temperatura (Ω.m)

    L= largura do condutor (m)

    A= área da secção transversal (m²)

  • Associação em Série

    Associar resistores em série significa ligá-los em um único trajeto, ou seja:

    Fonte: Só Física

    Como existe apenas um caminho para a passagem da corrente elétrica esta é

    mantida por toda a extensão do circuito. Já a diferença de potencial entre cada

    resistor irá variar conforme a resistência deste, para que seja obedecida a 1ª Lei de

    Ohm, assim:

    U1 = R1.i

    U2 = R2. I

    U3 = R3.i

    U4 = R4.i

    Esta relação também pode ser obtida pela análise do circuito:

    Fonte: Só Física

    Sendo assim a diferença de potencial entre os pontos inicial e final do circuito é

    igual à:

    U = U1 + U2 + U3 + ... + Un

    Analisando esta expressão, já que a tensão total e a intensidade da corrente

    são mantidas, é possível concluir que a resistência equivalente é:

    Req = R1 + R2 + R3 + ... + Rn

    Ou seja, um modo de se resumir e lembrar-se das propriedades de um

    circuito em série é:

    Tensão ou ddp (U) = se divide

    Corrente (i) = se conserva

    Resistência equivalente (Req) = soma algébrica das resistências em cada resistor

  • Associação em Paralelo

    Ligar um resistor em paralelo significa basicamente dividir a mesma fonte de

    corrente, de modo que a ddp em cada ponto seja conservada.

    Usualmente as ligações em paralelo são representadas por:

    Fonte: Só Física

    Como mostra a figura, a intensidade total de corrente do circuito é igual à soma

    das intensidades medidas sobre cada resistor, ou seja:

    i = i1 + i2 + i3 + ... + in

    Pela 1ª lei de ohm:

    𝐢 = 𝐔

    𝐑𝟏+

    𝐔

    𝐑𝟐+

    𝐔

    𝐑𝟑+. . . +

    𝐔

    𝐑𝐧

    E por esta expressão, já que a intensidade da corrente e a tensão são

    mantidas, podemos concluir que a resistência total em um circuito em paralelo é

    dada por:

    𝟏

    𝐑𝐭=

    𝟏

    𝐑𝟏+

    𝟏

    𝐑𝟐+

    𝟏

    𝐑𝟑+. . . +

    𝟏

    𝐑𝐧

    Casos especiais:

    I) Dois resistores diferentes

    𝐑𝐞𝐪 = 𝐑𝟏. 𝐑𝟐

    𝐑𝟏 + 𝐑𝟐

    II) Vários resistores iguais

    𝐑𝐞𝐪 = 𝐑

    𝐍

    Sendo N igual ao número de resistores iguais que estão repetidos.

  • REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

    FERRARO, Nicolau Gilberto; Ramalho Junior, Francisco; Soares, Paulo Toledo.

    Física 3: Os Fundamentos da Física - 3º Ano. Editora MODERNA, 2009.

    INFOESCOLA. Disponível em:

    Acessado em: 03 de junho de 2018.

    JÚNIOR, Joab Silas Da Silva. "O que são resistores?"; Brasil Escola. Disponível em

    . Acesso em

    03 de junho de 2018.

    KAZUHITO, Yamamoto; FUKE, Luiz Felipe. Física para Ensino Médio: Eletricidade e

    Física Moderna, 1° Ed - São Paulo: Saraiva 2010.

    MENIN, Olavo Henrique. Ciências da Natureza: Eletrodinâmica. São Paulo: Saraiva,

    2015.

    Pré-Vestibular Extensivo Física ph, Caderno 3. Editora Abril, 2014.

    SAMPAIO, José Luiz; CALÇADA, Caio Sérgio. Física: volume único. 2º edição – São

    Paulo: Atual, 2005.

    SÓ FÍSICA. Disponível em:

    Acesso em: 03 de junho de 2018.

    QUESTIONÁRIO PRÉVIO 3

    Questão 1 – O material que conduz melhor a eletricidade é a(o):

    a) Ar

    b) Metal

    c) Plástico

    d) Água

    Questão 2 – Considerando, uma bateria, lâmpada incandescente e lâmpada

    fluorescente. A corrente elétrica no interior de cada aparelho será constituída de:

    a) íons - elétrons - elétrons

    b) elétrons e íons – íons - elétrons

    c) íons – elétrons – elétrons e íons

    d) elétron – elétron – elétron

    Questão 3 – Qual é o conceito de corrente elétrica?

    a) é o movimento ordenado de cargas elétricas

  • b) é a resistência a passagem de elétrons

    c) é a energia dada ao circuito

    d) é a força eletromotriz

    Questão 4 – Qual alternativa informa uma das funções dos resistores?

    a) Transformar energia elétrica em energia térmica

    b) Impedir a passagem de corrente elétrica

    c) Gerar energia para o circuito

    d) Armazenar energia elétrica

    Questão 5 – Quais são as unidades no SI de corrente elétrica e resistência elétrica,

    respectivamente:

    a) V (volt), A (ampère)

    b) A (ampère), Ω (ohm)

    c) J (joule), C (coulomb)

    d) V (volt), J (joule)

    Questão 6 – Qual dos aparelhos abaixo não é chamado de resistor?

    a) Chuveiro

    b) Ferro de passar

    c) Torradeira

    d) Ventilador

    Questão 7 – Qual ou quais dos gráficos abaixo informa um resistor ôhmico:

    a) I, II e III

    b) I e II

    c) II e III

    d) I

    Questão 8 – O que acontece se um condutor for ligado a apenas um dos polos de

    uma pilha?

    a) Curto circuito

    b) Nada, pois não há diferença de potencial (ddp)

    c) Um choque elétrico

    d) Um estouro

  • Questão 9 – O que acontece se um condutor for ligado do polo positivo de uma

    bateria diretamente ao seu polo negativo?

    a) Curto circuito

    b) Nada, pois isso é algo normal

    c) Um choque elétrico

    d) Movimentação de prótons

    Questão 10 – O pássaro abaixo está pousando em um condutor elétrico. Ele irá

    levar choque?

    a) Não, pois seus pés não possuem sangue

    b) Sim, pois a tensão é alta

    c) Não, pois ele está em um único condutor

    d) Sim, pois há ddp entre seus pés.

    GABARITO

    1- B

    2- C

    3- A

    4- A

    5- B

    6- D

    7- D

    8- B

    9- A

    10- C

  • SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL DO PHET:

    Kit para montar Circuito DC – Laboratório Virtual

    Associação de resistores em paralelo

    Fonte: https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/circuit-construction-kit-dc-virtual-

    lab

    QUESTIONÁRIO EM SALA 3

    Questão 1 – O que acontece se uma das lâmpadas de um pisca-pisca, conectado

    em série, queimar?

    a) As demais continuam acesas

    b) Metade fica acesa e as demais ficam apagadas

    c) As demais se apagam

    d) as demais entram em curto

    Questão 2 - Os circuitos elétricos de residências são normalmente montados em:

    a) paralelo, pois a ddp é dividida para todos os aparelhos

    b) série, pois a mesma corrente ligara os aparelhos

    c) paralelo, pois cada aparelho terá sua corrente independente

    d) série, pois a ddp será a mesma para todos os aparelhos

    Questão 3 – Num circuito, dois resistores estão ligados em série e possuem

    resistências diferentes, logo:

    a) i1=i2 e V1 ≠ V2

    b) i1≠i2 e V1 ≠ V2

    c) i1=i2 e V1 = V2

    d) i1=i2 e V1 > V2

    https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/circuit-construction-kit-dc-virtual-labhttps://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/circuit-construction-kit-dc-virtual-lab

  • Questão 4 – Qual é o nome do dispositivo capaz de medir corrente elétrica?

    a) Voltímetro

    b) Dinamômetro

    c) Manômetro

    d) Amperímetro

    Questão 5 – Qual é o nome do dispositivo capaz de medir a resistência elétrica?

    a) Barômetro

    b) Ohmímetro

    c) Voltímetro

    d) Resistímetro

    Questão 6 – Qual dos dispositivos abaixo é capaz de medir ddp (diferença de

    potencial) em um circuito?

    a) Multímetro

    b) Ohmímetro

    c) Pontímetro

    d) Amperímetro

    Questão 7 – Com base no gráfico, informe o valor da resistência elétrica.

    a) 1,0 Ω

    b) 40 Ω

    c) 22 Ω

    d) 10 Ω

    Questão 8 – Determine o valor de U e i no gráfico, respectivamente:

  • a) 15 V e 2 A

    b) 12 V e 1 A

    c) 14 V e 1,5 A

    d) 18 V e 2 A

    Questão 9 – Informe o resistor equivalente entre os pontos A e B do circuito abaixo:

    a) 30 Ω

    b) 11 Ω

    c) 7 Ω

    d) 2 Ω

    Questão 10 – Informe o valor da corrente no resistor 1 (R1) e no resistor 2 (R2).

    a) i1 = 1,3 A e i2= 1,3 A

    b) i1 = 6 A e i2= 3 A

    c) i1 = 4 A e i2= 2 A

    d) i1 = 3,6 A e i2= 7,2 A

    GABARITO

    1- C

    2- C

    3- A

    4- D

    5- B

    6- A

    7- D

  • 8- B

    9- B

    10- C

    UNIDADE 4: ÍMÃ E CAMPO MAGNÉTICO

    TEXTO DE APOIO 4

    As propriedades magnéticas foram observadas por civilizações antigas da

    Ásia Menor. Os povos dessa região perceberam que algumas pedras atraíam

    outras. Essas pedras eram constituídas por óxido de ferro e são conhecidas como

    ímãs naturais. É possível, no entanto, transformar certos materiais, tais como, ferro,

    níquel e ligas metálicas em ímãs por meio do processo de imantação. Esses ímãs

    são conhecidos como ímãs artificiais.

    PROPRIEDADES DOS ÍMÃS

    I) Atraem fragmentos de ferro (limalha).

    No caso de um ímã em forma de barra, os fragmentos de ferro aderem às

    extremidades, que são denominadas polo do ímã.

    Fonte: Ramalho, 2009.

    II) Orientam-se aproximadamente na direção norte-sul geográfica do lugar.

    Polo norte (N) do ímã é a região que se volta para o norte geográfico e polo

    sul (S), a que se volta para o sul geográfico.

    Fonte: Ramalho, 2009.

  • III) Exercem entre si forças de atração ou de repulsão.

    A experiência mostra que polos de mesmo nome se repelem e polos de

    nomes contrários se atraem.

    Fonte: Ramalho, 2009.

    IV) Inseparabilidade dos polos

    Cortando-se um ímã transversalmente, cada parte constitui um ímã completo.

    Fonte: Ramalho, 2009.

    CAMPO MAGNÉTICO (�⃗⃗� )

    Um ímã origina um campo magnético na região que o envolve. Uma agulha

    magnética colocada nessa região “sente” a presença do ímã por meio do campo que

    ele origina.

    Para se caracterizar a ação do campo, associa-se a cada ponto do campo um

    vetor denominado vetor indução magnética, que é indicado por B.

    A direção e o sentido

    Ao colocarmos uma pequena agulha magnética num ponto P de um campo

    magnético originado por um ímã, ela se orienta assumindo uma certa posição de

    equilíbrio. A direção do campo magnético em P é a direção definida pelo eixo NS da

    agulha magnética. O sentido do campo magnético é aquele para o qual o polo N da

    agulha magnética aponta.

    Fonte: Ramalho, 2009.

  • Intensidade

    A intensidade do vetor indução magnética B é determinada por meio da força

    magnética que age numa determinada carga elétrica q, lançada do ponto P do

    campo magnético.

    No Sistema Internacional de Unidades, a unidade de intensidade do vetor

    indução magnética B⃗⃗ denomina-se Tesla (símbolo T).

    Linha de Indução

    É toda linha que, em cada ponto, é tangente ao vetor B⃗⃗ e orientada no seu

    sentido. As linhas de indução saem do polo norte e chegam ao polo sul.

    Fonte: Ramalho, 2009.

    Campo Magnético Uniforme

    É aquele no qual, em todos os pontos, o vetor B tem a mesma direção, o

    mesmo sentido e a mesma intensidade. As linhas de indução de um campo

    magnético uniforme são retas paralelas igualmente espaçadas e igualmente

    orientadas.

    Fonte: Ramalho, 2009.

    CAMPO MAGNÉTICO GERADO POR CORRENTE ELÉTRICA

    O físico dinamarquês Hans Christian Oersted descobriu, em 1820, que a

    passagem da corrente elétrica por um fio condutor também produz fenômenos

    magnéticos, tais como o desvio da agulha de uma bússola colocada nas

    proximidades de um condutor.

  • Os fenômenos magnéticos não constituem, portanto, fenômenos isolados;

    eles têm relação íntima com os fenômenos elétricos.

    Chave aberta Chave fechada

    Fonte: Ramalho, 2009.

    Assim, além do campo magnético dos ímãs, também a corrente elétrica

    origina um campo magnético, uma vez que ímãs e correntes produzem os mesmos

    efeitos.

    Portanto, um ímã ou um condutor percorrido por corrente originam na região

    do espaço que os envolve um campo magnético. O campo magnético desempenha

    o papel de transmissor das interações magnéticas.

    Campo Magnético de um condutor retilíneo

    O vetor indução magnética B num ponto P, à distância R do fio, tem as

    seguintes características:

    • Direção: tangente à linha de indução que passa pelo ponto P.

    • Sentido: determinado pela regra da mão direita.

    • Intensidade: 𝐁 = µ .𝐢

    𝟐 𝛑 𝐑

    Onde R é o raio da circunferência formada, i é a corrente elétrica e μ é a

    permeabilidade magnética do vácuo.

    No Sistema Internacional, ela vale: µ = 4.π.10-7 T.m/A

    Regra da mão direita: o polegar da mão direita indica o sentido convencional da

    corrente elétrica; e os outros dedos, ao envolverem o condutor por onde passa a

    corrente, dão o sentido das linhas de campo magnético.

  • Fonte: Brasil Escola

    Campo Magnético no centro de uma espira circular

    O vetor indução magnética B no centro O da espira tem as seguintes

    características:

    • Direção: perpendicular ao plano da espira.

    • Sentido: determinado pela regra da mão direita.

    • Intensidade: B = µ .𝐢

    𝟐 𝐑

    Fonte: Brasil Escola

    Campo Magnético no interior de um solenoide

    No interior do solenoide, o vetor indução magnética B tem as seguintes

    características:

    • Direção: do eixo geométrico do solenoide.

    • Sentido: determinado pela regra da mão direita.

    • Intensidade: 𝐁 = µ 𝐍 𝐢

    𝐥

    Onde N é o número de espiras e l é o comprimento do solenoide.

  • Fonte: Ramalho, 2009.

    Polaridade de uma espira e de um solenoide

    Fonte: Ramalho, 2009.

    Eletroímã

    Eletroímã é um aparelho constituído de ferro, ao redor do qual é enrolado um

    condutor. Ao passar corrente elétrica, o ferro se imanta; quando a corrente cessa, o

    ferro perde a imantação. A inversão do sentido da corrente inverte a polaridade do

    ferro.

    Na figura abaixo se tem um eletroímã e um imã com suas respectivas linhas

    de campo.

    Fonte: Mundo Educação.

    No eletroímã as linhas de campo entram em uma extremidade e saem na

    outra, já no imã, elas entram em um polo (polo sul) e saem no outro (polo norte) de

    maneira praticamente igual.

  • Por apresentar comportamento semelhante ao de um imã quando percorrido

    por uma corrente elétrica, que esse dispositivo ficou conhecido como eletroímã.

    Aplicações: guindaste eletromagnético e campainha elétrica.

    REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

    CAVALCANTE, Kleber G. "Campo Magnético no Centro de uma Espira

    Circular"; Brasil Escola. Disponível em . Acesso em 03 de junho de 2018.

    CAVALCANTE, Kleber G. "A Regra da Mão Direita"; Brasil Escola. Disponível em

    . Acesso em 03 de

    junho de 2018.

    FERRARO, Nicolau Gilberto; Ramalho Junior, Francisco; Soares, Paulo Toledo.

    Física 3: Os Fundamentos da Física - 3º Ano. Editora MODERNA, 2009.

    FERREIRA, Nathan Augusto. “Eletroímã”; Mundo Educação. Disponível em:

    . Acesso em 03 de

    junho de 2018.

    KAZUHITO, Yamamoto; FUKE, Luiz Felipe. Física para Ensino Médio: Eletricidade e

    Física Moderna, 1° Ed - São Paulo: Saraiva 2010.

    MENIN, Olavo Henrique. Ciências da Natureza: Eletrodinâmica. São Paulo: Saraiva,

    2015.

    Pré-Vestibular Extensivo Física ph, Caderno 3. Editora Abril, 2014.

    SAMPAIO, José Luiz; CALÇADA, Caio Sérgio. Física: volume único. 2º edição – São

    Paulo: Atual, 2005.

    QUESTIONÁRIO PRÉVIO 4

    Questão 1 – Um ímã possui?

    a) um polo positivo e um polo negativo

    b) um polo norte e um polo sul

    c) dois polos positivos

    d) dois polos de mesmo sinal

    Questão 2 – Um ímã em forma de barra possui maior campo magnético:

    a) em sua extremidades

    b) a uma distância muito grande do imã

  • c) na sua parte esterna próximo ao meio

    d) no seu polo positivo

    Questão 3 – Sobre as propriedades dos ímãs, podemos dizer que o polo sul de um

    imã natural:

    a) atrai o polo sul de outro ímã, desde que ele seja artificial

    b) repele o polo norte de um ímã também natural

    c) atrai o polo norte de todos os ímãs, naturais ou artificiais

    d) atrai o polo sul de outro ímã, sejam naturais ou artificiais

    Questão 4 – Uma bússola pode ajudar uma pessoa a se orientar devido a

    existência, no planeta Terra, de:

    a) um campo magnético

    b) um mineral chamado magnetita

    c) ondas eletromagnéticas

    d) um campo polar

    Questão 5 – Aproximadamente uma barra imantada de uma pequena bilha de aço,

    observa-se que a bilha:

    a) é atraída pelo polo norte e repelida pelo polo sul

    b) é atraída pelo polo sul e repelida pelo polo norte

    c) é atraída por qualquer dos polos

    d) é repelida por qualquer dos polos

    Questão 6 – Quando você move um prego para uma posição mais distante de um

    ímã, sua atração ao ímã:

    a) fica mais fraca

    b) continua a mesma

    c) torna-se uma repulsão

    d) fica mais forte

    Questão 7 - Polos magnéticos sempre ocorreram:

    a) em grupos de quatro

    b) em grupos de três

    c) isoladamente

    d) em pares

    Questão 8 – Quando um imã em forma de barra é partido ao meio, observa-se que:

    a) separamos o polo norte do polo sul

    b) damos origem a dois novos ímãs

  • c) obtemos ímãs unipolares.

    d) os corpos não mais possuem a propriedade magnética

    Questão 9 – Um polo magnético A de uma imã atrai um polo B, que por sua vez

    atrai uma polo sul, concluímos:

    a) que A é um polo sul

    b) que a e B possuem mesmo sinal

    c) que A é um polo norte

    d) que B não é um imã

    Questão 10 – As linhas de indução de um ímã:

    a) entram no polo norte e saem no polo sul

    b) entram e saem no mesmo polo

    c) entram no polo sul e saem no polo norte

    d) entram no polo norte e saem no polo norte

    GABARITO

    1- B

    2- A

    3- C

    4- A

    5- C

    6- A

    7- D

    8- B

    9- A

    10- C

    QUESTIONÁRIO EM SALA 4

    Questão 1 – Por mais que cortemos um ímã, nunca conseguiremos separar seus

    polos. Qual o nome deste fenômeno?

    a) Desintegrabilidade dos polos

    b) Magnetibilidade dos polos

    c) Separabilidade dos polos

    d) Inseparabilidade dos polos

  • Questão 2 – A unidade do campo magnético no sistema internacional é?

    a) Ampere

    b) Tesla

    c) Volt

    d) Ohm

    Questão 3 – As linhas de indução de um imã, DENTRO DELE...

    a) passam perpendicular aos polos.

    b) não possuem uma orientação definida.

    c) vão do polo sul para o polo norte.

    d) vão do polo norte para o polo sul.

    Questão 4 – Quanto ao Planeta Terra, podemos afirmar:

    a) O norte geográfico é o norte magnético

    b) O sul geográfico é o norte magnético

    c) O sul geográfico é o sul magnético

    d) Não possui propriedades magnéticas

    Questão 5 – Verifica-se experimentalmente que P atrai S e repele T; Q repele U e

    atrai S. Então, é possível concluir que:

    a) PQ e TU são ímãs

    b) PQ e RS são imãs

    c) RS e TU são imãs

    d) as três são imãs

    Questão 6 – Quando uma barra de material ferromagnético é magnetizada, são:

    a) acrescentados elétrons à barra

    b) retirados elétrons da barra

    c) acrescentados ímãs elementares à barra

    d) ordenados os ímãs elementares da barra

    Questão 7 - Ao passar corrente elétrica, as linhas de indução de seu campo

    magnético seguem o esquema:

  • Questão 8 - Um fio condutor retilíneo e muito longo é percorrido por uma corrente

    elétrica constante. Podemos afirmar que o campo magnético ao seu redor:

    a) tem o mesmo sentido da corrente elétrica.

    b) é paralelo ao fio.

    c) aponta para o fio.

    d) diminui à medida que a distância em relação ao condutor aumenta.

    Questão 9 – Determine o sentido do campo magnético gerado no centro da espira

    abaixo:

    a) paralelo a espira para direita

    b) perpendicular ao plano da espira, para fora.

    c) perpendicular ao plano da espira, para dentro.

    d) paralelo a espira para esquerda

    Questão 10 - Se a corrente elétrica é de 5,0 A, o campo magnético no ponto P

    distante 0,20 m do fio, vale: (μ= 4π10-7 T)

    a) 1,0.10-5 T, orientado como a corrente i.

    b) 1,0.10-5 T, perpendicular ao plano do papel, para fora.

    c) 5,0.10-6 T, orientado contra a corrente i.

    d) 5,0.10-6 T, perpendicularmente ao plano do papel, para dentro.

    GABARITO

    1- D

    2- B

    3- C

    4- B

  • 5- A

    6- D

    7- D

    8- D

    9- B

    10- D

    UNIDADE 5: INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA

    TEXTO DE APOIO 5

    FLUXO MAGNÉTICO (Φ)

    Fluxo magnético através de uma espira de área A imersa num campo

    magnético uniforme de indução (B) é, por definição:

    Φ = B.A.cosθ

    Fonte: Ramalho, 2009.

    Em que θ é o ângulo entre o vetor B e a normal (n) à espira. A unidade de

    fluxo no SI é o weber (símbolo Wb).

    Por isso, podemos interpretar o fluxo magnético Φ como sendo a grandeza

    que mede o número de linhas de indução que atravessam a superfície da espira.

    INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA

    Toda vez que o fluxo magnético através de um circuito varia com o tempo,

    surge, no circuito, uma força eletromotriz (fem) induzida.

  • Lei de Lenz

    A lei de Lenz permite determinar o sentido da corrente elétrica induzida: o

    sentido da corrente elétrica induzida é tal que, por seus efeitos, opõe-se à causa que

    lhe deu origem.

    Fonte: Ramalho, 2009.

    Na figura a, enquanto o polo norte do ímã se aproxima da espira, a corrente

    induzida tem um sentido tal que origina, na face da espira voltada para o ímã, um

    polo norte. Esse polo opõe-se à aproximação do ímã e, portanto, à variação do fluxo

    magnético, que é a causa da fem induzida indica no amperímetro que tem valor zero

    no centro.

    Fonte: Ramalho, 2009.

    Já na figura b, ao se afastar o ímã, a corrente induzida origina, na face da

    espira voltada para o ímã, um polo sul, que se opõe ao afastamento do ímã.

    Lei de Faraday-Neumann

    A lei de Faraday-Neumann permite determinar a fem induzida: a fem induzida

    média em uma espira é igual ao quociente da variação do fluxo magnético pelo

    intervalo de tempo em que ocorre, com sinal trocado:

    𝛆 = −𝚫𝚽

    𝚫𝐭

    Para um condutor retilíneo deslizando com velocidade v sobre um condutor

    dobrado em forma de U e imerso num campo magnético uniforme de indução B, a

    fem induzida é dada por: 𝛆 = B.L.v

  • Fonte: Ramalho, 2009.

    TRANSFORMADOR

    O transformador é um aparelho que permite modificar uma ddp alternada

    aumentando-a ou diminuindo-a conforme a conveniência.

    Fonte: Ramalho, 2009.

    𝐔𝐩

    𝐔𝐬=

    𝐍𝐩

    𝐍𝐬

    Np é o número de espiras do primário

    Ns é o número de espiras do secundário

    Up é a ddp do primário

    Us é a ddp do secundário

    REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

    FERRARO, Nicolau Gilberto; Ramalho Junior, Francisco; Soares, Paulo Toledo.

    Física 3: Os Fundamentos da Física - 3º Ano. Editora MODERNA, 2009.

    KAZUHITO, Yamamoto; FUKE, Luiz Felipe. Física para Ensino Médio: Eletricidade e

    Física Moderna, 1° Ed - São Paulo: Saraiva 2010.

    MENIN, Olavo Henrique. Ciências da Natureza: Eletrodinâmica. São Paulo: Saraiva,

    2015.

    Pré-Vestibular Extensivo Física ph, Caderno 3. Editora Abril, 2014.

    SAMPAIO, José Luiz; CALÇADA, Caio Sérgio. Física: volume único. 2º edição – São

    Paulo: Atual, 2005.

  • QUESTIONÁRIO PRÉVIO 5

    Questão 1 – O que é a Indução Eletromagnética?

    a) É uma força magnética.

    b) É uma força elétrica.

    c) É uma força mecânica.

    d) É uma Força eletromotriz induzida.

    Questão 2 – Lei de Lenz: se houver diminuição do fluxo magnético a corrente irá

    criar um campo magnético:

    a) Com o sentido oposto.

    b) Parado.

    c) Com o mesmo sentido do fluxo.

    Questão 3 – Esta fórmula representa o cálculo de que Lei?

    a) Lei de Faraday-Neumann.

    b) Lei de Lenz.

    c) Lei de Newton.

    d) Lei do Avogadro.

    Questão 4 – Lei de Lenz: se houver aumento do fluxo magnético a corrente irá criar

    um campo magnético:

    a) Com o sentido oposto ao sentido do fluxo.

    b) Parado.

    c) Com o mesmo sentido do fluxo.

    Questão 5 – O que é o efeito Joule?

    a) Choque entre prótons.

    b) Choque entre nêutrons.

    c) Choque entre elétrons da corrente elétrica e outras partículas do condutor

    Questão 6 – O que o efeito Joule origina?

    a) Calor.

    b) Frio

    c) Água

  • Questão 7 – O que são Transformadores?

    a) Dispositivos para medir a tensão elétrica.

    b) Dispositivos que criam tensão.

    c) Dispositivos capazes de aumentar e reduzir valores de tensão

    Questão 8 – Constituintes de um Transformador:

    a) Núcleo e duas bobinas.

    b) Núcleo e quatro bobinas.

    c) Núcleo e seis bobinas.

    d) Núcleo e uma bobina.

    Questão 9 – O que faz a bobina primária?

    a) Que transforma corrente elétrica.

    b) Que acumula tensão elétrica.

    c) Que multiplica a tensão recebida.

    d) Que recebe a tensão da rede.

    Questão 10 – O que faz a bobina secundária?

    a) É por onde sai à tensão transformada.

    b) Acumula a tensão transformada.

    c) Dissipa a tensão inutilizada.

    GABARITO

    1- D

    2- C

    3- A

    4- A

    5- C

    6- A

    7- C

    8- A

    9- D

    10- A

  • SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL DO PHET: Gerador

    Gerador do Phet

    Fonte: https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/legacy/generator

    QUESTIONÁRIO EM SALA 5

    Questão 1 – A respeito do fluxo magnético em um condutor elétrico podemos

    afirmar que a força eletromotriz induzida:

    a) será nula quando o fluxo for constante.

    b) será nula quando a variação em função de tempo for linear.

    c) produz uma corrente que reforça a variação do fluxo.

    d) produz uma corrente permanente.

    Questão 2 – A corrente elétrica induzida em uma espira circular será:

    a) sempre a mesma, qualquer que seja a resistência da espira.

    b) no mesmo sentido da variação do fluxo magnético.

    c) nula, quando o fluxo magnético que atravessa for constante.

    d) tão maior quanto for à resistência da espira.

    Questão 3 – As figuras abaixo representam uma espira e um imã próximos. A que

    NÃO corresponde à indução:

    https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/legacy/generator

  • a) a espira se move para cima e o imã para baixo.

    b) a espira e o imã se aproximam.

    c) a espira e o imã se afastam.

    d) a espira e o imã se movem com mesma velocidade para direita.

    Questão 4 – Qual o valor do campo magnético formado em uma espira de raio 10

    cm perpendicular ao fluxo de 1Wb?

    a) 34,8 T

    b) 23,85 T

    c) 31,83 T

    d) 30,83 T

    Questão 5 – A indução eletromagnética é caracterizada pela produção de?

    a) corrente elétrica alternada.

    b) corrente elétrica continua.

    c) corrente elétrica induzida.

    d) nenhuma das opções.

    Questão 6 – Qual o valor do fluxo, em uma espira retangular de 40 cm² dentro de

    um campo de 0,4 T perpendicular a espira?

    a) 16 T

    b) 1,6.10-3 Wb

    c) 1,6 Wb

    d) 1,6.10-3 Wb

    GABARITO

    1- A

    2- C

    3- D

    4- C

    5- C

    6- B

  • PESQUISA DE SATISFAÇÃO DO PRODUTO EDUCACIONAL

    Questão 1 - Quando estava fora da escola, teve dificuldades em acessar os

    recursos tecnológicos, como Kahoot, materiais de apoio e site do Phet?

    a) Sim

    b) Não

    c) Um pouco

    Questão 2 - Em sua opinião, as questões respondidas nos questionários prévios

    eram:

    a) Fáceis

    b) Médias

    c) Difíceis

    Questão 3 - Em sua opinião, as questões respondidas nos questionários em aula

    eram:

    a) Fáceis

    b) Médias

    c) Difíceis

    Questão 4 - Esta proposta de trabalho colaborou na sua aprendizagem sobre

    eletromagnetismo?

    a) Muito

    b) Médio

    c) Pouco

    d) Indiferente

    Questão 5 - Através dessa proposta de aula, foi possível concluir que seu

    engajamento nas aulas:

    a) Aumentou

    b) Permaneceu o mesmo

    c) Diminuiu

    Questão 6 - Com esse método, você se dedicou mais aos estudos?

    a) Sim

    b) Não

    c) Permaneceu o mesmo

  • Questão 7 - Em sua opinião, o que colaborou mais no entendimento das questões

    difíceis a explicação feita por um colega que acertou ou pelo professor?

    a) Colega

    b) Professor

    c) Consegui aprender com a explicação de ambos

    Questão 8 - Gostou de participar das atividades propostas?

    a) Muito

    b) Médio

    c) Pouco

    Questão 9 - Gostaria que mais aulas tivessem este formato?

    a) Sim

    b) Não

    c) Tanto faz