ATPS - Fisica II

ATIVIDADE PRÁTICA SUPERVISIONADA _ FÍSICA II

1. OBJETIVOS:

_ Favorecer a aprendizagem;

_ Estimular a corresponsabilidade do aluno pelo aprendizado eficiente e eficaz;

_ Promover o estudo, a convivência e o trabalho em grupo;

_ Desenvolver os estudos independentes, sistemáticos e o autoaprendizado;

_ Oferecer diferenciados ambientes de aprendizagem;

_ Auxiliar no desenvolvimento das competências requeridas pelas Diretrizes

Curriculares Nacionais dos Cursos de Graduação;

_ Promover a aplicação da teoria e conceitos para a solução de problemas

relativos à profissão;

_ Direcionar o estudante para a emancipação intelectual.

2. COMPETÊNCIAS E HABILIDADES:

_ Aplicar conhecimentos matemáticos, científicos, tecnológicos e instrumentais à engenharia;

_ Comunicar-se eficientemente nas formas escrita, oral e gráfica;

_ Avaliar o impacto das atividades da engenharia no contexto social e ambiental;

_ Atuar em equipes multidisciplinares.

3. BASE TEÓRICA

3.1. TEORIA, SEUS CRIADORES, SUA PRÁTICA

A eletricidade como ciência data de 600 a.C., quando o grego Thales de Mileto descobriu que o âmbar, uma resina fóssil, quando atritado com a pele de animal adquiria a propriedade de atrair pequenos pedaços de palha.

O nome dessa resina em grego é élektron, do qual derivam as palavras eletricidade, eletrização etc.

Em 1600 o médico inglês William Gilbert (1544-1603), retomando as observações de Thales, inventou o pêndulo elétrico, o que tornou possível a observação de uma série de fenômenos que se transformaram na base da Eletricidade.

Uma de suas observações foi a existência de um grande número de corpos que, quando atritados, se comportam como o âmbar, isto é, adquirim carga elétrica, se eletrizam e passam a exercer força de atração sobre outros corpos.

Os estudantes nesse campo evoluíram com Otto von Guericke (1602-1686), que observou a repulsão entre cargas elétricas. Somente por volta de 1730 o pesquisador fracês Charles Du Fay (1698-1739) demonstrou claramente que a força elétrica podia ser atrativa ou repulsiva. Na metade do século XVIII, Benjamin Flanklin, estadista e cientista americano, admite a transferência de eletricidade de um corpo para outro, quando são atritados, imagina a eletricidade como um fluido e se refere aos estados elétricos como um excesso ou deficiência desse fluido.

Classifica os três estados elétricos do seguinte modo:

_ Neutro: quando corpo possui esse fluido em condições normais;

_ Positivo: quando o corpo recebe esse fluido de outro corpo;

_ Negativo: quando o corpo perde uma certa quantidade desse fluido para outro corpo.

No final do século XVIII o francês Charles Augustin de Coulomb ( 1736-1806), utilizando a balança de torção, estabelece a primeira lei quantitativa da eletricidade, a da força elétrica, conhecida como lei de Coulomb.

As noções de campo elétrico , potencial elétrico e capacitância foram introduzidos através dos teoremas de Gauss, de Laplace e de Poisson.

A eletricidade dinâmica se desenvolveu com a descoberta da pilha, por Alexandre Volta (1745-1826), em 1800, revelando a corrente elétrica e a resistência elétrica. Tornou-se necessário medir essas grandezas e outras, situação que interessou a Ampère, Ohm, Pouillet, Joule, Faraday e Kirchhoff, cujos trabalhos permitiram a construção de equipamentos como o amperímetro e o voltímetro.

A descoberta da corrente elétrica reativou os conhecimentos sobre fenômenos magnéticos já conhecidos muitos séculos antes da descoberta de Thales de Mileto. Acreditava-se que foram observados pela primeira vez numa antiga cidade da Ásia menor, chamada Magnésia, de onde teriam se originado os termos: magnetita, magnético, magnetismo etc.

Em 1820, o físico dinamarquês Hans Christian Oersted (1777-1851) verificou que uma bússula magnética sofria deflexão quando colocada nas vizinhanças de um fio conduzindo corrente elétrica. Tal observação, relacionando eletricidade e magnetismo, levou muitos cientistas ilustres, entre os quais Michael Faraday (1791-1867), Lorentz, Biot, Savart, Ampère, Joseph Henry, Edwin Hall, Lenz, a realizarem pesquisas que conduziram à demonstração de que existe uma interligação entre eletricidade e magnetismo.

Essas descobertas introduziram uma revolução econômica e industrial proporcionando o bem-estar de que desfrutamos hoje; graças a elas, dispomos de televisores, telefones, computadores, rádios etc.

Graças a elas dispomos também de motores elétricos, utilizados num sem-números de equipamentos de uso diário.

3.2. CARGA ELÉTRICA

Muitas outras substâncias apresentam essa mesma propriedade do âmbar: quando atritadas adquirem carga elétrica, se eletrizam e passam a exercer força elétrica sobre outros corpos.

3.3. ESTRUTURA DA MATÉRIA

A partir do conhecimento da estrutura da matéria podemos explicar a eletrização dos corpos.

A matéria é formada de pequenas partículas, os átomos. Cada átomo, por sua vez, é constituído por partículas ainda menores, os prótons, os elétrons e os nêutrons.

Os prótons e nêutrons se localizam na parte central do átomo e os elétrons na eletrosfera.

Os prótons e os elétrons apresentam carga elétrica.

A carga elétrica do próton é exatamente igual a carga elétrica do elétron, porém de sinais contrários. A carga do próton é positiva e a do elétron negativa. O nêutron é desprovido de carga elétrica.

Num átomo não existem predominância de cargas elétricas; o número de prótons é igual