FI33B - Cornélio Procópio

Ministério da Educação
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
Campus Cornélio Procópio
PLANO DE ENSINO
CURSO
Engenharia Mecânica
FUNDAMENTAÇÃO LEGAL
MATRIZ
Resolução nº 78/06 aprovada pelo COEPP em 20/10/06
Resolução nº 36/07 aprovada pelo COEPP em 22/06/07
DISCIPLINA/UNIDADE CURRICULAR
CÓDIGO
PERÍODO
Física 3
FI33B
3º
PRÉ-REQUISITO
EQUIVALÊNCIA
67
CARGA HORÁRIA (horas)
Teórica
Prática
Total
45
30
75
Não há
Não há
OBJETIVOS
Realizar uma discussão detalhada e cuidadosa dos conceitos da Física, com ênfase na compreensão dos aspectos
essenciais procurando desenvolver a intuição e a capacidade de pensar sobre os fenômenos em termos físicos.
EMENTA
Carga Elétrica. O Campo Elétrico. Lei de Gauss. Potencial Elétrico. Capacitância. Corrente e Resistência. Circuitos
Elétricos em corrente contínua. O Campo Magnético. A indução Magnética. Indutância. Magnetismo em meios
materiais. Atividades de Laboratório.
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
ITEM
EMENTA
1
Carga Elétrica
2
O Campo Elétrico
3
Lei de Gauss
4
Potencial elétrico
5
Capacitância
6
Corrente e Resistência
7
Circuitos Elétricos em Corrente Contínua
8
O Campo Magnético
CONTEÚDO
Eletrização
Conservação e Quantização da carga
Lei de Coulomb
Laboratório / APS
O Campo Elétrico da carga
Linhas do Campo Elétrico
Campo de uma distribuição de cargas
Dipolo Elétrico
Laboratório / APS
Lei de Gauss
Simetrias Cilíndrica, Planar e Esférica
Laboratório / APS
Potencial Elétrico
Superfícies Equipotenciais
Cálculo do Potencial a Partir do Campo
Cálculo do Campo Elétrico a Partir do Potencial
Energia Potencial Elétrica
Laboratório / APS
Capacidade
Capacitância
Capacitores em Paralelo e em Série
Energia Armazenada em um Campo Elétrico
Capacitor com um Dielétrico
Laboratório / APS
Densidade de Corrente
Resistência e Resistividade
Leis de Ohm
Uma Visão Microscópica da Lei de Ohm
Laboratório / APS
Circuitos de Uma Malha
O Amperímetro e o Voltímetro
Circuitos RC
Laboratório / APS
Definição de Campo Magnético
Campo Magnético Produzido por uma Corrente
Força Magnética em um Fio Percorrido por Corrente
Elétron e o Efeito Hall
Torque em uma Espira Percorrida por Corrente
Laboratório / APS
9
A Indução Magnética e Indutância;
10
Magnetismo em meios materiais
A Lei de Indução de Faraday
A Lei de Lenz
Indução e Transferências de Energia
Indutores e Indutância
Auto-indução
Circuitos RL
Energia Armazenada em um Campo Magnético
Indução Mútua
Laboratório / APS
Laboratório / APS
PROFESSOR
TURMA
Sandra Mara Domiciano e Ricardo Oliveira de Mello
M32
ANO/SEMESTRE
AT
3x18=54
2011/01
AP
2x18=36
CARGA HORÁRIA (aulas)
APS
5
AD
-
Total
95
AT: Atividades Teóricas, AP: Atividades Práticas, APS: Atividades Práticas Supervisionadas, AD: Atividades a Distância.
DIAS DAS AULAS PRESENCIAIS
Dia da semana
Segunda
3x18=54
Número de aulas no semestre
Terça
Quarta
2x18=36
Quinta
Sexta
PROGRAMAÇÃO E CONTEÚDOS DAS AULAS (PREVISÃO)
Dia/Mês ou
Conteúdo das Aulas
Semana
ATIVIDADES TEÓRICAS
28/02
14/03
21/03
Apresentação da Disciplina. Cargas Elétricas. Condutores e Isolantes. Lei de Coulomb. Quantização e
Conservação da carga.
O Campo Elétrico. Linhas de Campo Elétrico. Campo Elétrico produzido por: Carga Pontual, Dipolo
Elétrico, Linha de Cargas, Disco. Carga Pontual em Campo Elétrico.
Exercícios de Fixação.
Sábado
Número de
Aulas
3
3
3
28/03
Fluxo de um Campo Elétrico. Lei de Gauss e Lei de Coulomb. Lei de Gauss: Simetrias Cilíndrica e
Planar.
3
04/04
Lei de Gauss: Simetria Esférica. Exercícios de Fixação.
3
11/04
Primeira Avaliação (P1).
Energia Potencial Elétrica. Potencial Elétrico. Superfícies Equipotenciais. Potencial produzido por: Linhas
de Cargas e Disco Carregado.
3
25/04
Cálculo do Campo Elétrico a Partir do Potencial. Exercícios de Fixação.
3
02/05
Capacitância. Cálculo da Capacitância. Capacitores em Paralelo e em Série.
3
09/05
Energia Armazenada em um Campo Elétrico. Capacitor com um Dielétrico. Exercícios de Fixação.
Corrente Elétrica. Densidade de Corrente. Resistência e Resistividade. Leis de Ohm. Uma Visão
Microscópica da Lei de Ohm. Circuitos de Uma Malha: O Amperímetro e o Voltímetro.
3
Segunda Avaliação (P2).
3
18/04
16/05
23/05
30/05
06/06
13/06
20/06
27/06
Campo Magnético. Campos Cruzados. Campo Magnético Produzido por uma Corrente. Força Magnética
em um Fio Percorrido por Corrente. Torque em uma Espira Percorrida por Corrente. O Momento de
Dipolo Magnético.
Campos Magnéticos produzidos por Correntes: Fio Retilíneo Longo, Arco de Circunferência. Forças entre
Fios Paralelos percorridos por Correntes. Lei de Ampère. Exercícios de Fixação.
Solenóides e Toróides. Bobina percorrida por Corrente como Dipolo Magnético. Exercícios de Fixação.
A Lei de Indução de Faraday. A Lei de Lenz. Indução e Transferências de Energia. Campos Elétricos
Induzidos. Exercícios de Fixação.
Indutores e Indutância. Auto-indução. Energia Armazenada em um Campo Magnético. Indução Mútua.
Propriedades Magnéticas dos Materiais.
3
3
3
3
3
3
3
04/07
Terceira Avaliação (P3).
3
09/07
APS
5
PROGRAMAÇÃO E CONTEÚDOS DAS AULAS (PREVISÃO)
Dia/Mês ou
Conteúdo das Aulas
Semana
ATIVIDADES PRÁTICAS
02/03
16/03
23/03
30/03
06/04
13/04
Apresentação da disciplina / Recordação de teoria de erros / Elaboração de gráficos
Gerador de Van der Graaf – Processos de Eletrização
Gerador de Van der Graaf – Campo elétrico
Mapeamento de superfícies equipotenciais
Capacitor Variável de Placas Paralelas
Método dos mínimos quadrados
Número de
Aulas
2
2
2
2
2
2
PROGRAMAÇÃO E CONTEÚDOS DAS AULAS (PREVISÃO)
Dia/Mês ou
Conteúdo das Aulas
Semana
Amperímetro e Voltímetro / Carga e descarga de um capacitor
20/04
Ohmímetro / Associação de resistores
27/04
Teste de chi-quadrado
04/05
Dipolos Ôhmicos e não-Ohmicos
11/05
Efeito Seebeck
18/05
Determinação do campo magnético da Terra
25/05
Osciloscópio / Auto indutância de um solenóide
01/06
Calibração de uma bobina sonda
08/06
Comprovação experimental da Lei de Faraday
15/06
Medida da indutância mútua entre uma bobina sonda e um solenóide
22/06
Mapeamento do campo magnético de um solenóide
29/06
06/07
Histerese magnética
Número de
Aulas
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
PROCEDIMENTOS DE ENSINO
AULAS TEÓRICAS
Aula expositiva e atividades em grupos.
Descrição: O professor apresentará o conteúdo teórico por meio de aulas expositivas utilizando lousa ou multimídia.
Durante as aulas haverá resolução de problemas por parte do professor ou dos alunos (individual ou grupos).
Critério de Avaliação: Serão realizadas três provas escritas ao longo do semestre (P1, P2 e P3), referente às
atividades teóricas.
AULAS PRÁTICAS
Montagem, realização e análise de experiências.
Descrição: A turma será dividida em grupos de 5 a 7 alunos. Os alunos deverão manter um caderno para registrarem
os conteúdos de apoio apresentados em cada aula.
Critérios de avaliação: Cada grupo deverá entregar um relatório relativo a cada experimento. Este relatório deverá
conter:
 Título do Experimento
 Objetivo
 Introdução teórica
 Material utilizado
 Procedimento Experimental
 Obtenção e análise dos resultados
 Conclusões
Este relatório deverá ser entregue na semana seguinte à realização do experimento, antes do início da próxima
experiência. A cada relatório será atribuída uma nota valendo 2,0 pontos. No final da disciplina, haverá uma nota NP,
limitada a 2,0 pontos, correspondente à média aritmética dos relatórios acrescida de uma nota de conceito valendo
até 0,4 pontos. Esta nota de conceito será atribuída, a critério do professor, com base em pontos positivos
registrados por aluno, com base em vistas aos cadernos de notas realizadas ao longo do semestre.
ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS
Carga Horária: 5 h/a
Descrição: A turma será dividida em equipes. As equipes serão formadas levando em conta afinidades,
compatibilidades de horários, proximidades de residências, etc.
Os alunos desenvolverão atividades sob a orientação e avaliação do docente. As atividades desenvolvidas
serão:
 Estudo Dirigido sobre os temas descritos abaixo;
 Elaboração de Trabalho Escrito a respeito dos temas apresentados na tabela abaixo.
Após a realização do estudo dirigido de cada tema, os alunos deverão elaborar um trabalho escrito. Será
entregue um trabalho escrito por equipe.
Data de Entrega:
APS 1
Temas Trabalhados
Data de Entrega
Valor da APS
O Mistério do Chocolate em Pó: Problema 23 (Cap. 23),
Problema 60 (Cap. 24), Problema 50 (Cap. 25) e Problema 48
(Cap. 26).
23/05/2011
4,0
APS 2
APS 3
APS 3
Dielétrico: Definição, Importância e Aplicação.
Campos Magnéticos Cruzados: A descoberta do elétron e O
Efeito Hall.
Propriedades Magnéticas dos Materiais.
02/05/2011
2,0
30/05/2011
2,0
20/06/2011
2,0
A nota dada ao aproveitamento das atividades práticas supervisionadas (APS) será obtida pela soma das notas
dos trabalhos escritos sobre os temas e entrará na composição da nota final com peso 1 (um).
Espera-se com as Atividades Práticas Supervisionadas:
 Estimular a co-responsabilidade 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.
ATIVIDADES A DISTÂNCIA
Não há carga horária a distância para a disciplina.
PROCEDIMENTOS DE AVALIAÇÃO
Provas escritas, Relatórios e listas de exercícios.
 Serão realizadas três provas escritas ao longo do semestre (P1, P2 e P3), referente às atividades teóricas. A
nota dada ao aproveitamento teórico da disciplina (NT) será obtida pela média aritmética das provas,
NT = (P1 + P2 + P3)/3, e entrará na composição da nota final com peso 7 (sete).

Serão realizados relatórios (R1, R2... RN) referentes às atividades práticas ao longo do semestre. A nota
referente ao aproveitamento prático da disciplina (NP) será dada por NP = NR + NC, média aritmética dos
relatórios NR acrescida da nota de conceito NC, e entrará na composição da nota final com peso 2 (dois).

Serão realizadas quatro atividades práticas supervisionadas em equipes (APS1, APS2, APS3 e APS4) com o
intuito de complementtar os estudos. A nota referente ao aproveitamento da atividade prática
supervisionada será dada por, APS = (APS1+APS2+APS3+APS4), e entrará na composição da nota final
com peso 1 (um).

A média final (MF) do aluno será composta pela nota referente às atividades teóricas (70%), às atividades de
laboratório (20%) e às atividades práticas supervisionadas (10%):
MF = 0,7NT+0,2NP + 0,1APS.
REFERÊNCIAS
Referencias Básicas:
- Halliday, David; Resnick, Robert; Walker, Jearl. Fundamentos de Física - Vol. 3 - Eletromagnetismo, 7a Edição. Livros
Técnicos e Científicos, 2007.
- Halliday, David; Resnick, Robert; Krane, Kenneth S. Física 3, 392 pp., 5a Edição. Livros Técnicos e Científicos, 2004.
- TIPLER, P.A., Física para cientistas e engenheiros, v.3, 5 a ed., Rio de Janeiro: LTC, 2006.
Referências Complementares:
- Nussenzveig, H. Moysés. Curso de Física Básica – Vol. 3, 336 pp., 4a Edição. Editora Edgard Blucher, 2003.
- Sears, Francis; Zemansky, Mark W.; Young, Hugh D. Física 3 – Eletricidade e Magnetismo, 2a Edição, Livros Técnicos e
Científicos, 1983.
ORIENTAÇÕES GERAIS
Frequência mínima: 75% do total de aulas ministradas.
Os trabalhos solicitados aos alunos deverão ser entregues no prazo estabelecido.
O material de aula do professor está disponível na página: http://moodle.cp.utfpr.edu.br/moodle/
Assinatura do Professor
Assinatura do Coordenador do Curso