Estudo Orientado de Física – Eletromagnetismo e Física Moderna

Estudo Orientado de Física – Eletromagnetismo e Física Moderna

(Características de um ímã, Experiência de Oeste, Campo magnético,Força magnética, Funcionamento de um motor, Indução eletromagnética,Transformador elétrico, ondas eletromagnéticas, Partículas elementares, Mecânica Quântica e Teoria da Relatividade).

Profª^. Juliana Guaragni e Isolde Favaretto – 3°^s anos

Observações:

- O trabalho não precisará ser entregue, sendo que cada aluno deve apresentá-lo ao professor na data prevista escrito à mão, no caderno ou em folhas;

- O trabalho poderá ser consultado pelo aluno no dia da prova, sendo que não será aceito outro material de consulta.

1. É provável que você já tenha brincado de aproximar um objeto de um ímã e vê-lo ser atraído. Descreva as principais características dos imãs.

2. Explique resumidamente o que é e dê exemplos de:

a) Uma substância paramagnética;

b) Uma substância diamagnética;

c) Uma substância ferromagnética.

3. Descreva como se dá o processo de magnetização dos materiais ferromagnéticos, utilizando o conceito de domínio magnético.

4. Qual é a principal diferença entre as linhas de campo elétrico e as linhas de campo magnético?

5. O campo magnético terrestre influência direta e indiretamente na vida dos seres vivos. Comente algumas dessas influências ou importâncias em nossas vidas.

6. Utilizando o conceito de campo magnético, explique por que a agulha da bússola adquire a direção norte-sul magnética da Terra.

7. Represente as linhas de campo magnético criado por um ímã em barra, um ímã em forma de ferradura e pelo campo magnético terrestre.

8. O que significa ponto de Curie?

9. No que consiste um eletroímã? Como podemos fabricá-lo? Comente uma utilização.

10. No que consistiu o experimento de Oersted? (ilustre sua explicação com um diagrama). Em termos gerais, do que depende o campo magnético criado por uma corrente elétrica em um fio condutor?

11. O que seria uma indução eletromagnética?

13. Escreva a expressão matemática que fornece o valor da força que atua numa carga elétrica em movimento dentro de um campo magnético (força magnética). Explique os ignificado de cada um dos símbolos que aparecem nessa expressão e como podemos determinar a direção e sentido desta força usando a regra do tapa ou regra da mão esquerda.

14. Descreva com suas palavras o funcionamento de um motor de corrente contínua. (Se quiser pode desenhar).

15. Descreva a regra de Ampère, que nos permite determinar o sentido do campo magnético criado pela corrente que passa em um fio condutor retilíneo.

16. O que é um solenóide? Faça um desenho representando um solenóide. Suponha que uma corrente esteja passando pelo condutor. Trace algumas linhas de indução do campo magnético criado por esta corrente em pontos interiores e exteriores ao solenóide e indique qual extremidade do eletroímã assim obtido se comporta como pólo norte e qual se comporta como pólo sul.

17. A era dos televisores à base de canhão de elétrons vem sendo substituída pelos monitores LCD. Descreva como se forma a imagem em um tubo de TV e em um monitor LCD.

18. Enuncie a lei de Faraday e a lei de Lenz. Qual será o sentido do campo magnético, criado pela corrente induzida em um circuito, quando o fluxo magnético através dele estiver aumentando ou diminuindo?

19. Para que serve um transformador?Explique seu funcionamento.

20. O que são ondas eletromagnéticas? Qual a velocidade de propagação de uma onda eletromagnética? Comente alguns exemplos de ondas eletromagnéticas (radio, microondas, infravermelha, visível,ultravioleta, raios x, raios gama).

21. Quanto vale 1 quantum de energia? Descreva a teoria da Mecânica Quântica.

22. a) Descrever brevemente o que é o Modelo Padrão. Quais são as quatro interações físicas fundamentais propostas no Modelo Padrão? Indique-as, informando se são atrativas, repulsivas, ou ambas.

b) Dê exemplos de fenômenos, aparelhos ou interações onde se manifesta:

® força eletromagnética:

® força nuclear forte:

® força nuclear fraca:

® força gravitacional:

c) O que são quarks? Quando foram descobertos?

d) Quantos são e quais os tipos de quark que formam um nêutron? E um próton?

23. As radiações eletromagnéticas têm sido cada vez mais utilizadas pela humanidade. Comente sobre a utilização das radiações na medicina, indústria, guerra e no desenvolvimento geral da Ciência.

24. Descreva a teoria da relatividade de Einstein e comente sobre a Equivalência Massa-Energia, a dilatação temporal e contração do espaço.

25. Comente sobre a teoria das supercordas.

26. O que seria a antimatéria?

27. Comente sobre as mais novas descobertas:

® Físicos anunciaram esta quinta-feira (22) que partículas subatômicas denominadas neutrinos podem viajar mais rápido que a luz, uma descoberta que, se comprovada, seria inconsistente com a teoria da relatividade de Einstein.

® Três astrônomos americanos premiados estudaram a explosão de estrelas e descobriram que a expansão do universo está acelerada.

Sugestões de bibliografia:

• FÍSICA para o ensino médio, Beatriz Alvarenga e Antônio Máximo / V. 3 – ed. Scipione.
• FÍSICA história e cotidiano, Bonjorno e Clinton / V.único – ed. FTD.
• FÍSICA Conceitual, Paul G. Hewitt / V. único – ed.Bookman.
• Compreendendo a FÍSICA, Alberto Gaspar / V. 3 – ed.Ática.
• As faces da FÍSICA, Willson Carron e Osvaldo Guimarães/ v. único – ed. Moderna.

Links para pesquisa:

• Física Net – Mecânica Quântica
• Introdução à relatividade especial
• LHC (end of construction project – 2009)
• Revista Eletrônica de Química – O mundo Bizarro das SUPERCORDAS
• The Particle Adventure
• USP – As Antipartículas

Estudo Orientado de Física – Ondas e Ótica Geométrica

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Estudo Orientado de Física – Ondas e Ótica Geométrica
(Reflexão e Refração da luz, Espelhos planos e esféricos, Instrumentos óticos, Olho humano, Ondas mecânicas e eletromagnéticas, Características das ondas, Audição humana, Efeito Doppler e Dualidade Onda-Partícula)
Profª^. Juliana Guaragni e Isolde Favaretto – 3°^s anos.

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Observações:
- O trabalho não precisará ser entregue, sendo que cada aluno deve apresentá-lo ao professor na data prevista escrito à mão, no caderno ou em folhas;
- O trabalho poderá ser consultado pelo aluno no dia da prova, sendo que não será aceito outro material de consulta;
- O trabalho PESO: 4,0 e prova PESO: 5,0

ÓTICA  1. Corpos que produzem luz são chamados de fontes primárias de luz. Corpos que refletem a luz vinda de uma fonte primária são  chamados de fontes secundárias de luz. Cite um exemplo de fontes primárias de luz e um de fontes secundárias.
2. Explique em que consiste o princípio de propagação retilínea da luz e a independência de propagação dos raios luminosos.
3. O que se entende por campo visual? Qual é o ângulo do campo de visão humana?
4. Qual a diferença entre raios divergente, raios convergente e raios paralelos. Dê exemplos (pelo menos um de cada) de sua utilização.
5. Quando podemos dizer que temos uma reflexão especular? E uma reflexão difusa? Dê exemplos.
6. Um astronauta, na Lua, vê o céu escuro, mesmo que o Sol esteja brilhando (isto é, quando é “dia”, na Lua). Na Terra, como você sabe durante o dia o céu se apresenta totalmente claro. Explique a causa desta diferença.
7. Enuncie as duas leis da reflexão. Faça um desenho para ilustrar sua resposta.
8. Dê as características da imagem formada por um pequeno objeto que se encontra em frente a um espelho plano. Faça o mesmo com um espelho côncavo e com um espelho convexo.
9. Como podemos obter a imagem fornecida por um espelho esférico? Represente através de diagramas as características da imagem formadas por esses espelhos e dê duas aplicações para um espelho côncavo e duas para o espelho convexo.
10. Uma pessoa quer admirar-se num espelho plano da cabeça aos pés. Qual deve ser o tamanho mínimo do espelho?
11. Quando um espelho recebe luz refletida por outro espelho, dizemos que eles estão associados. Como podemos determinar o número de imagens formadas por um objeto colocado entre dois espelhos planos?
12. O que é refração da luz? Qual a condição para que a luz se refrate ao passar de um meio para outro? Descreva alguns fenômenos relacionados com a refração.
13. Diferencie uma lente convergente de uma lente divergente e descreva a formação de imagens nas mesmas. (Se quiser pode desenhar)
14. Faça um esquema mostrando a formação de imagem em um olho humano.
15. Temos várias anomalias na visão, os mais comuns são miopia, hipermetropia, daltonismo, estrabismo, glaucoma, presbiopia, catarata e astigmatismo. Caracterize estas anomalias e diga como podem ser corrigidas ou tratadas.
16. Com o avanço da tecnologia vários instrumentos óticos foram descobertos e aprimorados. Comente sobre a descoberta da fibra ótica e do laser destacando seu funcionamento e os principais usos.
17. Descreva o funcionamento de instrumentos ópticos como: Lupa, luneta, microscópio, binóculo, projetores, telescópio.

ONDAS 1. O que é uma onda? Como se forma? As ondas podem ser classificadas em mecânicas e eletromagnéticas. Dê algumas características e exemplos de ambas.
2. As ondas eletromagnéticas são transversais enquanto que as mecânicas podem ser transversais ou longitudinais. Qual a diferença entre ondas transversais e longitudinais? Dê pelo menos um exemplo de cada tipo.
3. Caracterize e represente numa onda transversal sua amplitude, vale, crista, nó e comprimento de onda.
4. Como podemos calcular o comprimento de uma onda ou a velocidade da onda? Qual a relação existente entre o comprimento de onda e sua freqüência?
5. Comente sobre as seguintes características das ondas: reflexão, refração, difração, interferência e ressonância.
6. As ondas eletromagnéticas são ondas transversais. Sabe-se que só ondas transversais podem ser polarizadas. O que significa polarizar uma onda?
7. O que é espectro eletromagnético? Ordene-o em ordem crescente de freqüência.
8. Explique como é possível observarmos num exame de raio X se um osso está fraturado ou não? Por que não podemos usar objetos metálicos para fazer um raio X?
9. Descreva a experiência realizada por Young, na qual ele conseguiu obter interferência com a luz (luz como onda) e comente por que essa experiência teve uma grande repercussão no início do século passado.
10. Como podemos ver as diferentes cores? Comente sobre o preto e o branco.
11. Fale sobre o efeito Doppler. Dê exemplos de aplicações.
12. As qualidades de uma onda são: intensidade altura e timbre. Caracterize cada uma. 
13. O que é infra-som, ultra-som e ondas audíveis? Quais são aproximadamente, o maior e o menor valor das freqüências que o ouvido humano pode perceber?
14. A reflexão de uma onda sonora pode ocorrer por três formas: eco, reverberação e reforço. Qual a diferença entre elas?
15. A luz se comporta ora como onda, ora como partícula (dualidade onda-partícula). Comente quando ou onde observamos um ou outro comportamento da luz.
16. Como o aparelho auditivo capta as vibrações sonoras? Sons acima de 80 decibéis são prejudiciais ao homem. O que provocam?

SUGESTÃO DE BIBLIOGRAFIA

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- FÍSICA para o ensino médio, Beatriz Alvarenga e Antônio Máximo / V. 2 – ed. Scipione.
- FÍSICA história e cotidiano, Bonjorno e Clinton / V. único – ed. FTD.
- FÍSICA Conceitual, Paul G. Hewitt / V. único – ed. Bookman.
- Compreendendo a FÍSICA, Alberto Gaspar / V. 2 – ed. Ática.
- As faces da FÍSICA, Willson Carron e Osvaldo Guimarães/ v. único – ed. Moderna.

Links

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- Brasil Escola – Canais de Física
- Só Física – Experiência de Young
- UFRGS – Experimento da dupla fenda de Young

Lembrem-se esses livros é somente uma sugestão.
Existem muitos outros livros para pesquisa em nossa biblioteca.