Plano de Ensino

IDENTIFICAÇÃO

EMENTA

Introdução à teoria básica e aplicações à engenharia elétrica de eletricidade e magnetismo.

JUSTIFICATIVA

Continuar com a formação em física básica.

OBJETIVO

PROGRAMA

O conteúdo do curso se organiza da seguinte maneira:

1. Carga Elétrica

1.1. Eletromagnetismo

1.2. Carga elétrica

1.3. Condutores e isolantes

1.4. Lei de Coulomb

1.5. Quantização da carga

1.6. Conservação da Carga

1.7. Discussão sobre as constantes da física

2. O Campo Elétrico

2.1. O campo elétrico

2.2. Linhas de força

2.3. Cálculo do campo: uma carga pontual

2.4. Cálculo do campo: um dipolo elétrico

2.5. Campo produzido por um anel carregado

2.6. Campo produzido por um disco

2.7. Carga pontual em campo elétrico

2.8. Campo produzido por um dipolo

2.9. Dipolo num campo elétrico.

3. Leis de Gauss

3.1. Fluxo

3.2. Fluxo do campo elétrico

3.3. Lei de Gauss

3.4. A Lei de Gauss e a Lei de Coulomb

3.5. Um condutor isolado carregado

3.6. Um teste sensível para a Lei de Coulomb

3.7. Lei de Gauss: simetria linear

3.8. Lei de Gauss: simetria plana

3.9. Lei de Gauss: simetria esférica

4. Potencial elétrico

4.1. O potencial elétrico

4.2. Superfícies equipotenciais

4.3. Cálculo do potencial a partir do campo

4.4. Cálculo do potencial: uma carga pontual

4.5. Cálculo do potencial: um dipolo elétrico

4.6. Cálculo do potencial: um disco carregado

4.7. Cálculo do campo a partir do potencial

4.8. Energia potencial elétrica

4.9. Um condutor isolado

5. Capacitância

5.1. Utilização dos capacitores

5.2. Capacitância

5.3. Determinação da capacitância

5.4. Capacitores em série e paralelo

5.5. Armazenamento de energia num campo elétrico

5.6. Capacitor comum dielétrico

5.7. Dielétricos: descrição atômica

5.8. Os dielétricos e a Lei de Gauss

6. Corrente e resistência

6.1. Cargas em movimento e correntes elétricas

6.2. Corrente elétrica

6.3. Densidade de corrente

6.4. Resistência e resistividade

6.5. Lei de Ohm

6.6. Visão microscópica da Lei de Ohm

6.7. Energia e potência em circuitos elétricos

7. Força eletromotriz e circuitos elétricos

7.1. “Bombeamento” de Cargas

7.2. Trabalho, energia e força eletromotriz

7.3. Determinação da corrente

7.4. Outros circuitos de uma única malha

7.5. Diferenças de potencial

7.6. Circuitos de malhas múltiplas

7.7. Instrumentos de medidas elétricas

7.8. Circuitos RC

8. Campos magnéticos

8.1. Polos magnéticos e linhas de campo magnético

8.2. Força magnética e campo magnético

8.3. Força de Lorentz

8.4. Lei de Biot-Savart

8.5. Lei de Ampère

8.6. Aplicações da Lei de Ampère

8.7. Dipolos magnéticos

8.8. Diamagnetismo, paramagnetismo, ferromagnetismo.

9. Indução eletromagnética

9.1. Lei de Faraday

9.2. Papel da variação do fluxo magnético

9.3. Campo elétrico induzido

9.4. Geradores e motores elétricos

9.5. Indutores e indutância

9.6. Energia em indutores e campos magnéticos

METODOLOGIA

O curso será organizado em módulos focados em um assunto específico da ementa. A organização do material dos módulos será feita em uma página hospedada no Google Sites. Serão ministradas aulas expositivas de teoria e usada na medida do possível a técnica de aprendizagem ativa da aula invertida especificamente para a resolução de problemas, propondo leituras e exercícios para serem desenvolvidos pela turma antes das aulas da semana.

Cada módulo consistirá das seguintes partes:

• Aulas expositivas, cujas transparências e notas de aula ficarão disponíveis na página da disciplina.

• Videoaulas conceituais ou de resolução de exercícios, de autoria própria ou de outros docentes de nível universitário, disponibilizadas no Moodle e na página da disciplina.

• Listas de exercícios e problemas para serem usadas como guia de estudo.

O calendário acadêmico contempla 34 dias letivos que correspondem a 68 horas/aulas. Assim, é necessário o lançamento de 4 horas/aulas extras que serão reservadas para a primeira e terceira prova, na modalidade online com consulta, programadas em dois sábados letivos.

Desta forma:

• Aulas e provas em dia letivo: 68 horas/aula.

• Atividades avaliativas em duas aulas extras: 4 horas/aula.

Total: 72 horas/aula (60 horas).

AVALIAÇÃO

É proposta uma avaliação frequente usando testes curtos e provas preparados na plataforma Moodle ou impressos. Propõe-se a distribuição dos 100 pontos do semestre assim:

-47 pontos: Avaliações online com consulta. A primeira (25 pontos) e segunda (22 pontos) provas do semestre serão feitas com consulta, em dia sábado, sendo questionários de quatro ou cinco perguntas de múltipla escolha dentro da plataforma Moodle. A avaliação terá uma duração de 2 horas/aula.

Datas previstas: 15/04/2023 e 13/05/22.

-25 pontos: Avaliação em sala, com material de consulta limitado a uma folha. A terceira avaliação, com duração de 2 horas/aula, será aplicada em dia letivo, em folha impressa, em sala de aula, ou no Moodle, em laboratório de informática da UFU. A turma será orientada a levar uma única folha sulfite contendo material de consulta.

Data prevista: 20/06/23.

-25 pontos: Testes. Serão propostas cinco avaliações curtas com consulta, com uma ou duas perguntas, no formato de questionário dentro da plataforma Moodle, a ser respondido usando o app próprio instalado no celular. As avaliações seguiram uma sistemática diferente, pudendo ser feitas individualmente ou em dupla ao final de discussões de assuntos chaves da disciplina.

Datas previstas: 21/03, 04/04, 18/04, 09/05 e 06/06.

-3 pontos: Lista de exercícios sobre circuitos elétricos. Em virtude da extensão da ementa e para evitar excesso de conteúdo na prova 2, a parte relativa à circuitos elétricos será avaliada com a entrega de uma lista de exercícios com um valor de 3 pontos.

Conforme ao Art. 141 da Resolução CONGRAD Nº 46/2022 passo a especificar as atividades de recuperação:

-Apresentação da solução da totalidade das listas de exercícios propostas ao longo do semestre: 20 pontos extras a serem somados ao acumulado final.

-Atividades de bônus extras propostas ao longo do semestre com valor de até 5 pontos extras na nota final.

-Ajustes na nota final de até 4 pontos extras: ao final do semestre, se a melhor nota tem final 6 (66, 76, 86, 96) ou 1 (61, 71, 81, 91) pontos acumulados, a nota final de todos os discentes da turma será ajustada em 4 pontos, para que o discente com maior rendimento tenha como nota final um múltiplo de cinco (100, no caso da nota máxima ser 96, ou 95, da nota máxima ser 91). O número de pontos extras pode ser menor dependendo dos pontos necessários para atingir o próximo múltiplo de cinco (3 pontos extras se a melhor nota for 97/92, 2 pontos para 98/93, 1 ponto para 99/94).

BIBLIOGRAFIA

Básica

1. ALONSO, Marcelo. Física: um curso universitário. 2. ed. São Paulo: E. Blucher, 1972.

2. CHAVES, Alaor. Física básica: eletromagnetismo. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 2007.

3. HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos de física. 10. ed. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 2016.

Complementar

1. FEYNMAN, Richard P. Lições de física. Porto Alegre: Artmed: Bookman, 2008. 3 v.

2. NUSSENZVEIG, H. M. Curso de física básica. 2. ed. rev. e atual. São Paulo: Blucher, 2014-2015.

3. SERWAY, Raymond A. Princípios de física. 5. ed. São Paulo: Cengage Learning, 2015. 3 v.

4. TIPLER, Paul Allen. Física para cientistas e engenheiros. 6. ed. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 2009. 3 v.

5. YOUNG, Hugh D. Sears & Zemansky: física. São Paulo: Addison-Wesley, 2008-2009. 4 v.

APROVAÇÃO

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

Coordenação do Curso de Graduação: _________________________

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Documento assinado eletronicamente por Liliana Sanz de La Torre, Professor(a) do Magistério Superior, em 06/02/2023, às 11:25, 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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A autenticidade deste documento pode ser conferida no site https://www.sei.ufu.br/sei/controlador_externo.php?acao=documento_conferir&id_orgao_acesso_externo=0, informando o código verificador 4243520 e o código CRC BE6B7D8A.

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