UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA
Instituto de Ciências Exatas e Naturais do Pontal

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Timbre

Plano de Ensino

IDENTIFICAÇÃO

Componente Curricular:

Física III

Unidade Ofertante:

ICENP

Código:

ICENP

32502

Período/Série:

6

Turma:

QN

Carga Horária:

Natureza:

Teórica:

60

Prática:

0

Total:

60

Obrigatória:

(x )

Optativa:

( )

Professor(A):

Silvio José Prado

Ano/Semestre:

 

Observações:

 

 

EMENTA

Carga e matéria. Campo elétrico. Lei de Gauss. Potencial elétrico. Capacitores e dielétrico. Corrente e resistência elétrica. Força eletromotriz e circuito elétrico. Campo magnético. Forças magnéticas. Propriedades magnéticas da matéria. Lei de Biot-Savart. Lei de Ampère. Lei de Faraday-Lenz. Indutância.

JUSTIFICATIVA

No processo de construção do aprendizado do acadêmico, é de vital importância que o mesmo tenha capacidade de identificar as limitações de aplicabilidade de modelos teóricos. Na disciplina Física III a possibilidade de estudarem o eletromagnetismo e suas aplicações básicas com tratamento e rigor matemáticos adequado.

OBJETIVO

Objetivo Geral:

Ao final da disciplina o estudante será capaz de analisar os fenômenos naturais relativos à eletrostática, da eletrodinâmica e do eletromagnetismo; e resolver problemas correlatos.

Objetivos Específicos:

Problematizar situações envolvendo eletromagnéticos

PROGRAMA

1. CARGA E MATÉRIA

1.1 Introdução ao eletromagnetismo.

1.2 Carga elétrica.

1.3 Tipos de cargas elétricas.

1.4 Lei de Coulomb.

1.5 Constantes eletrostáticas.

1.6 Unidades de cargas elétricas.

1.7 Isolantes, condutores e semicondutores.

1.8 Quantização da carga elétrica.

1.9 Carga e matéria.

1.10 Conservação da carga elétrica.

1.11 Distribuição contínua de cargas.

1.12 Elementos de área e de volume em coordenadas esféricas e em coordenadas cilíndricas.

2. CAMPO ELÉTRICO

2.1 Introdução.

2.2 Cálculos de campos elétricos.

2.3 Linha de campo ou linhas de força.

2.4 Equações das linhas de força.

2.5 Carga puntiforme num campo elétrico.

2.6 Dipolo num campo elétrico.

3. LEI DE GAUSS

3.1 Introdução.

3.2 Fluxo de campo elétrico.

3.3 Lei de Gauss e lei de Coulomb.

3.4 Condutor em equilíbrio eletrostático.

3.5 Aplicações da lei de Gauss.

4. POTENCIAL ELÉTRICO

4.1 Introdução.

4.2 Relação entre potencial e diferença de potencial elétrico.

4.3 Potencial e intensidade de campo elétrico.

4.4 Cálculo de potenciais.

4.5 Energia potencial elétrica.

4.6 Superfícies equipotenciais.

4.7 Cálculo de E a partir de V.

5. CAPACITORES E DIELÉTRICOS

5.1 Capacitância de capacitores de placas planas e paralelas, esféricos e cilíndricos.

5.2 Associação de capacitores.

5.3 Capacitores com isolamento dielétrico.

5.4 Visão microscópica dos dielétricos.

5.5 Dielétricos e a lei de Gauss.

5.6 Acumulação de energia em um campo elétrico.

5.7 Circuito RC.

6. CORRENTE E RESISTÊNCIA ELÉTRICA

6.1 Corrente e densidade de corrente.

6.2 Resistência e resistividade.

6.3 Lei de Ohm.

6.4 Modelo microscópico da resistência.

6.5 Potencial elétrico e a lei de Joule.

7. FORÇA ELETROMOTRIZ E CIRCUITO ELÉTRICO

7.1 Força eletromotriz e força contra eletromotriz..

7.2 Resistência interna de geradores.

7.3 Equações dos geradores de f.e.m. e dos de f.c.e.m.

7.4 Circuitos de malhas múltiplas.

7.5 Leis de Kirchoff – lei das malhas e lei dos nós.

7.6 Motores.

7.7 Cálculo de correntes elétricas nos circuitos.

8. O CAMPO MAGNÉTICO

8.1 Introdução.

8.2 O campo magnético: indução magnética.

8.3 Campo magnético terrestre.

8.4 Força magnética sobre uma carga em movimento.

8.5 Força magnética sobre fios com corrente elétrica.

8.6 Torque magnético sobre espiras de corrente.

8.7 O Galvanômetro.

8.8 Trajetória de uma carga puntiforme num campo magnético.

8.9 O Ciclotron.

8.10 A experiência de Thomson.

8.11 O efeito Hall.

8.12 O Espectrômetro de massa.

8.13 Energia de um campo magnético.

8.14 Aplicações.

9. A LEI DE ÀMPERE

9.1 Introdução.

9.2 A lei de Biot-Savart.

9.3 O valor do campo magnético nas proximidades de um fio longo e de um fio finito.

9.4 O campo magnético de uma corrente circular.

9.5 A lei de Àmpere.

9.6 Interação entre dois condutores paralelos.

9.7 O campo magnético de um solenóide.

9.8 O campo magnético de um toróide.

9.9 Aplicações.

10. A LEI DE FARADAY-LENZ

10.1 Introdução.

10.2 As duas experiências de Faraday.

10.3 A lei da indução de Faraday.

10.4 A lei de Lenz.

10.5 Um estudo quantitativo da indução.

10.6 Correntes de Foucault.

10.7 O transformador.

10.8 O gerador de corrente alternada – Usina Hidroelétrica.

10.9 Motor elétrico.

10.10 Aplicações.

11. INDUTÂNCIA

11.1 Auto Indutância.

11.2 Indutância mútua.

11.3 O cálculo da indutância.

11.4 Associação de indutores.

11.5 Aplicações.

12. PROPRIEDADES MAGNÉTICAS DA MATÉRIA

12.1 Pólos e dipolos.

12.2 Lei de Gauss do magnetismo.

12.3 Paramagnetismo.

12.4 Ferromagnetismo.

13. OSCILAÇÕES ELETROMAGNÉTICAS

13.1 Oscilações LC.

13.2 Analogia com movimento harmônico simples.

13.3 Oscilações eletromagnéticas: estudo quantitativo.

13.4 Oscilações forçadas e ressonância.

13.5 Campos magnéticos induzidos.

13.6 Corrente de deslocamento.

13.7 Equações de Maxwell.

METODOLOGIA

Ao longo do curso serão ministradas aulas expositivas dialogadas da teoria (com uso da lousa e de slides), devidamente contextualizada do ponto de vista histórico e com tratamento matemático rigoroso, utilizando o quadro e o giz ou pincel e recursos audiovisuais. Exercícios de aplicação serão recomendados a fim de que todas as dúvidas sejam elucidadas.

É PROIBIDO O USO DO TELEFONE CELULAR DURANTE AS AULAS.

AVALIAÇÃO

Os acadêmicos serão avaliados através de três provas dissertativas (individuais e sem consulta), cada uma valendo 100 pontos. A média aritmética final deve totalizar o mínimo de 60 pontos para aprovação. Os estudantes que não atingirem essa meta poderão realizar a avaliação substitutiva parcial, relativa à parte da matéria em cuja avaliação o desempenho foi menor. A nota obtida na avaliação substitutiva será somada as outras duas notas a fim de obter a média final de 60 pontos.

BIBLIOGRAFIA

Básica

1- RESNICK, R., HALLIDAY, D., WALKER, J. Fundamentos de Física. Volume 3. 6ª Edição. Rio de Janeiro. Livros Técnicos e Científicos, 2006.

2- TIPLER, P. A., MOSCA, G. Física para cientistas e engenheiros. Volume 2. 5ª Edição. Rio de Janeiro. Livros Técnicos e Científicos, 2006.

3- HALLIDAY, D., RESNICK, R., KRANE, K. S. Física 3. 5ª Edição. Rio de Janeiro. Livros Técnicos e Científicos, 2004.

Complementar

4- NUSSENZVEIG, H. M. Curso de Física Básica – Eletromagnetismo. Volume 3. 4ª Edição. São Paulo. Editora Edgard Blücher, 2003.

5- FINN, E. J., ALONSO, M. Física; um curso universitário. Volume 2. 2ª Edição. São Paulo. Editora Edgard Blücher, 2002.

6-YOUNG e FREEDMAN (SEARS e ZEMANSKY). Física III – Eletromagnetismo. 14ª. Pearson, 2016.

7- CHAVES, A. Física Básica: Eletromagnetismo, vol. 3. São Paulo: LTC, 2007.

8-SERWAY, R., JEWETT, JR. J.. Princípios de Física, volume 3, Eletromagnetismo. Cengage Learning, 2014.

APROVAÇÃO

Aprovado em reunião do Colegiado realizada em: ____/____/______

Coordenação do Curso de Graduação: _________________________

 


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Documento assinado eletronicamente por Eder Vieira Flor, Técnico(a) em Secretariado, em 05/09/2022, às 17:13, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no art. 6º, § 1º, do Decreto nº 8.539, de 8 de outubro de 2015.


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Referência: Processo nº 23117.057577/2022-03 SEI nº 3838291