Guindaste com Eletroímã - Iniciação Tecnológica

  

1> Guindaste: O grupo deverá construir um Guindaste com alavanca e acoplar um eletroímã no mesmo. Os materiais a serem utilizados são: madeira, pregos, parafusos, carretéis (outros), 1 pilha de até 1,5 V, fios e peça metálica. O objetivo é atrair o maior número de clipes possível. O enrolamento do eletroímã será realizado no dia da competição em sala de aula. Os grupos terão 40 minutos para enrolar e acoplar ao guindaste que deverá estar pronto para receber a peça.

2> Materiais: 

• Para construir o guindaste está liberado qualquer tipo de material.
• 1 pilha de até 1,5 V. É proibido utilizar bateria.
• fio para fazer o eletroímã.
• peça metálica onde o fio será enrolado.

3> Regras de Construção:

1. O guindaste deverá possuir uma base sempre fixa ao chão.
2. O levantamento do eletroímã pelo guindaste será feito através de uma alavanca com fio e roldana contida no guindaste.
3. O guindaste deverá levantar clipes pela atração magnética, fica proibido o levantamento mecânico dos mesmos.
4. O guindaste não deverá possuir mais de 80 cm de altura.
5. Qualquer dúvida na construção o professor deve ser procurado.

4> A competição:

• No dia da competição, cada grupo deverá trazer seu guindaste pronto, mas o eletroímã será enrolado na hora e a conexão com a pilhas também será feita no momento da competição.
• A comissão de fiscalização  será responsável por toda a competição. Acima da comissão apenas o professor.
• Cada grupo terá 2 chances de levantamento de clipes (O levantamento se completa após 10 segundos de atração).
• O grupo vencedor é aquele que conseguir o maior número de clipes em uma das tentativas. Se houver empate fica valendo o segundo resultado. Se o empate continuar os grupos envolvidos farão novas tentativas até o desempate.

O Relatório deve conter:

1> Nomes completos e curso

2> Objetivos do projeto

3> Projeto do Guindaste (desenho, foto, dimensões)

4> Problemas e Soluções

5> Física no Projeto - Descrever.

6> Conclusão

7> Referências

Aula 4 - Exercícios de Sala

1> Uma certa bateria de automóvel de 12 V pode fazer passar uma carga de 84 A.h por um circuito, de um terminal para o outro da bateria. (a) Quantos Coulombs corresponde essa carga? (b) Se toda carga sofre uma variação de potencial elétrico de 12 V, qual a energia envolvida?

2> Na figura abaixo, qual é o potencial elétrico no ponto P devido às quatro partículas, q = 5,00 fC e d = 4 cm?

3> Na figura abaixo, quando um elétron se desloca de A para B ao longo de uma linha de campo elétrico, o campo elétrico realiza um trabalho de 3,94 x 10ˆ-19 J. Qual a diferença de potencial elétrico:

(a) VB - VA;

(b) VC - VA;

(c) VC - VB?

Aula 4 - Grandezas Básicas

Iremos discutir sobre o potencial elétrico. Começaremos pelo conceito de Energia Potencial Elétrica. Veremos que para fornecer energia potencial elétrica para uma carga negativa, devemos colocá-la numa região negativa, pois essa mesma região irá fazer com que essa carga realize trabalho. A expressão da variação da energia potencial igual ao trabalho negativo (usada em Física II) também funciona em eletricidade.

O conceito de potencial elétrico (energia potencial pela carga):

V = Ep/q

Onde V é medido no SI em Volts (homenagem a Alessandro Volta).

Relacionando os dois conceitos e chegaremos numa importante expressão que nos mostra a importância da diferença de potencial na movimentação de carga (estamos no limite da eletrostática para a eletrodinâmica).

W = q (Vf - Vi)

Discutiremos a energia potencial elétrica para um par de cargas (Lembra que usamos U no lugar de Ep):

Mostraremos também como determinar o potencial elétrico de uma carga Pontual (no lugar de d usamos r):

O conceito de Superfícies Equipotenciais:

Potencial Elétrico - Parte 1

Potencial Elétrico - Parte 2

Relâmpagos

Livros Interessantes

Nossa aula:

Aula 3 - Exercícios de Sala

1> Na figura abaixo, as quatro partículas são mantidas fixas e têm cargas q1 = q2 = +5e, q3 = +3e e q4 = -12e. A distância d = 5,0 micro m. Qual é o módulo do campo elétrico no ponto P?

2> A superfície quadrada da figura tem 3,2 mm de lado e está imersa em um campo elétrico uniforme de módulo E = 1800 N/C e com linhas de campo fazendo um ângulo de 35º com a normal, como mostra a figura, Tome essa normal como apontando para fora, como se a superfície fosse a tampa da caixa. Calcule o fluxo elétrico através da superfície.

3> Observa-se experimentalmente que o campo elétrico em uma certa região da atmosfera terrestre aponta verticalmente para baixo. A uma altitude de 300 m, o campo tem um módulo de 60,0 N/C; a uma altitude de 200 m, o módulo é 100 N/C. Determine a carga em excesso contida em um cubo com 100 m de aresta e faces horizontais a 200 e 300 m de altitude.

Aula 3 - Campo Elétrico e Lei de Gauss

Em nossa última aula falamos da analogia de campo elétrico e campo gravitacional:

Em nossa aula 3 estaremos discutindo  Linhas de Campo e Lei de Gauss.

Na aula anterior foi apresentado uma analogia entre Campo Elétrico e Campo Gravitacional, chegamos a conclusão que E = F / q (utilizada quando temos a carga de prova). Foi feita uma longa explicação sobre o vetor Campo Elétrico e concluímos que campo gerado por carga positiva é de afastamento e campo gerado por carga negativa é de aproximação, em termos de linhas de campo.

O cálculo do campo elétrico de cargas puntiformes:

LEI DE GAUSS

As linhas de campo proposta pelo inglês M. Faraday serviram de apoio para o modelo que temos hoje. Introduziremos o conceito de um vetor área, vetor este que sempre aponta para fora da superfície em estudo. O vetor área existe exatamente para interpretarmos o sentido das linhas e definir se elas vem de cargas positivas ou negativas.

Michael Faraday

Logo temos a Lei de Gauss, utilizando o conceito de fluxo do campo elétrico:

Podemos demonstrar que a Lei de Coulomb está contida na Lei de Gauss, enfatizando a grande importância dessa lei.

Estudo de Caso:

Mais um exercício clássico será apresentado na aula e a resolução dele você pode acompanhar abaixo:

Um pouco de História:

  Nossa 3ª Aula:

Aula 2 - Questionário

 1> Qual a diferença de uma carga geradora e uma carga de prova?

2> No caso de três cargas puntiformes colocadas em linha, como devemos proceder para calcular a força eletrostática resultante na carga do meio.

3> O Sentido do Campo depende da carga de teste?

4> Qual o sentido do campo de uma carga geradora positiva?

Aula 2 - Exercícios de Sala

1> Qual deve ser a distância entre a carga pontual q1 = 26,0 microC e a carga pontual q2 = -47,0 microC para que a força eletrostática entre as duas cargas tenha módulo de 5,70 N?

2> Uma partícula 1, de carga +1,0 micro C, e a partícula 2, de carga -3,0 micro C, são mantidas a uma distância L = 10,0 cm uma da outra, em um eixo x. Determine (a) a coordenada x e (b) a coordenada y de uma partícula 3 de carga desconhecida q3 para que a força total exercida sobre ela pelas partículas 1 e 2 seja nula.

3> Qual é o módulo de uma carga pontual cujo campo elétrico a 50 cm de distância tem módulo de 2,0 N/C?

4> Na figura abaixo, as quatro partículas são mantidas fixas e têm cargas q1 = q2 = +5e, q3 = +3e e q4 = -12e. A distância d = 5,0 micro m. Qual é o módulo do campo elétrico no ponto P?

Aula 2 - Lei de Coulomb e Campo Elétrico

Discutiremos a Lei de Coulomb, onde a Força eletrostática depende da carga que os corpos possuem (diretamente proporcional). A força eletrostática também depende da distância entre os corpo (inversamente proporcional). E por último depende do meio material, representado pela constante eletrostática.

Resolveremos alguns exercícios, onde se destaca nosso primeiro problema clássico. Encontrar a posição para uma terceira carga anular sua força resultante mediante a outras duas cargas.

Campo Elétrico

Para entendermos o Campo Elétrico é interessante realizar uma analogia com o Campo Gravitacional. Ao fazermos isso, podemos comparar as expressões P = m . g e F = q. E. Onde, P é Peso, m é a massa e g é a aceleração da gravidade. F é a força eletrostática, q é a carga de prova e E é o campo elétrico. Em aula veremos que o campo gerado por carga positiva é de afastamento e campo gerado por carga negativa é de aproximação, em termos de linhas de campo, temos:

Aula de Campo Elétrico na UNICAMP:

Aula 2 

Aula 1 - Questionário

1> O que você entende por carga elétrica?

2> Tenho um corpo neutro, preciso carregá-lo positivamente. Como fazer isso, usando algum método de eletrização?

3> Um corpo tem carga Q = -3,2 x 10ˆ-20 C. Determine quantos elétrons existem em excesso.

Aula 1 - Exercícios de Sala

1> Quantos elétrons devem ser removidos de uma moeda para deixá-la com uma carga de + 1,0 x 10ˆ-7 C?

2> Duas esferas condutoras de mesmo diâmetro, 1 e 2, possuem cargas iguais e estão separadas por uma distância muito maior que o diâmetro. A força eletrostática que a esfera 2 está submetida devido a presença da esfera 1 é F. Uma terceira esfera 3, igual às duas primeiras, que dispões de um cabo não condutor e está inicialmente neutra, é colocada em contato primeiro com a esfera 1, depois com a esfera 2 e, finalmente, removida. A força eletrostática que a esfera 2 agora está submetida tem módulo F '. Qual é o valor da razão F '/ F?

3> Qual deve ser a distância entre a carga pontual q1 = 26,0 microC e a carga pontual q2 = - 47 microC para que a força eletrostática entre as duas cargas tenha um módulo de 5,70 N?

4> Uma partícula 1, de carga +1,0 micro C, e a partícula 2, de carga -3,0 micro C, são mantidas a uma distância L = 10,0 cm uma da outra, em um eixo x. Determine (a) a coordenada x e (b) a coordenada y de uma partícula 3 de carga desconhecida q3 para que a força total exercida sobre ela pelas partículas 1 e 2 seja nula.

Aula 1 - Fenômenos Elétricos e a Eletrização

Caros alunos começaremos nesta semana mais um curso de Princípios de Eletricidade e Magnetismo (Física III), neste blog vocês encontrarão todas as informações necessárias para um bom desempenho no curso.

Critérios de Avaliação

1º Bimestre

Prova - 1000 Pontos

Atividades de Sala - 700 Pontos

Laboratório - 300 Pontos

2º Bimestre

Prova - 4000 Pontos

Atividades de Sala - 400 Pontos

Laboratório - 300 Pontos

Iniciação Tecnológica - 800 Pontos - Extras

Se precisar entrar em contato comigo, utilize: ruvlemes@anhanguera.com

Em nossa primeira aula iniciaremos com a apresentação dos critérios de avaliação e do conteúdo a ser ministrado nesse semestre. Após isso iniciaremos uma introdução histórica da eletricidade.

Iniciaremos o estudo da estrutura da matéria e da carga elétrica. Mostraremos o processo de quantização da carga.

Falaremos dos Processos de Eletrização: Atrito, Contato e Indução

Aula Sobre Introdução a Eletricidade na Unicamp

Aula Online do Assunto