PET - 3 ANO EJA MEDIO - 2 BIMESTRE

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FÍSICA
SEMANA 1 - CARGA ELÉTRICA ELETRIZAÇÃO E LEI DE COULOMB
 Caro (a) estudante, estamos entrando agora no mundo da Eletricidade. Acompanhando as aulas com afinco você poderá aprender, a cada semana, um pouco mais dos processos elétricos, a sua relevância no mundo atual e suas aplicações no dia a dia. Nesta semana você irá reconhecer corpos condutores e isolantes de acordo com sua estrutura atômica.
ELETRIZAÇÃO 
Todos os corpos existentes são constituídos de átomos que por sua vez são formados por partículas fundamentais, a saber, o próton – carga positiva, o elétron – carga negativa e o nêutron – carga neutra. Em um átomo, a quantidade de prótons e elétrons é a mesma, o que dá a característica de um corpo neutro. Quando a quantidade dessas partículas é diferente, este corpo será chamado eletrizado.
Para identificarmos um material como condutor ou isolante dependeremos de saber da natureza das forças de ligação dos átomos presentes nele.
CORPOS CONDUTORES
 
São materiais que, ao serem formados, possuem entre seus elétrons e seus respectivos núcleos uma ligação muito fraca, permitindo a liberação destes para a sua camada de valência. Estes elétrons ficam livres para se moverem, podendo transportar energia. Ex.: Metais.
CORPOS ISOLANTES OU DIELÉTRICOS 
Nos corpos isolantes, os núcleos dos átomos não permitem a liberação dos elétrons das camadas mais externas e não haverá condução através deles. Ex.: Madeira, isopor, plásticos etc.
PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO 
São processos de transferência de elétrons entre os corpos. Esta transferência pode se dar por: 
Atrito: Processo conhecido desde a Antiguidade e que consiste em atrair corpos inicialmente neutros. Durante a fase do atrito, ocorre a transferência de elétrons de um corpo para outro. O corpo que perde elétrons fica eletrizado positivamente e aquele que ganha elétrons, eletriza-se negativamente. O sinal que as cargas irão adquirir depende dos tipos de substâncias que serão atritadas.
Contato: Um corpo é eletrizado pelo contato com outro corpo previamente carregado. Na eletrização por contato os corpos sempre se eletrizam com cargas de mesmo sinal.
Indução eletrostática: Se baseia no princípio da atração e repulsão de cargas elétricas e na indução eletrostática.
A indução eletrostática é a denominação dada a um processo que permite a separação de cargas elétricas no interior de um condutor quando ele é aproximado de um corpo eletrizado. Observe na figura um esquema de como ela ocorre:
MEDIDA DE CARGA ELÉTRICA 
Inicialmente, considerou-se a unidade de carga elétrica igual a uma quantidade perceptível de carga elétrica, seja ela positiva ou negativa, que se conseguiu medir na natureza. Cada pacote de carga passou a ser medido de maneira a quantificar a quantidade de carga em um corpo, por exemplo. Em homenagem ao físico francês Charles-Augustin de Coulomb que analisou as interações entre as partículas elétricas, este pacote de cargas foi chamado de 1 Coulomb e foi estabelecido como a unidade para cargas elétricas utilizada no SI (Sistema Internacional de unidades de medida). Determinação da carga elementar, isto é, a carga de uma partícula elementar (elétron ou próton): OBS: O módulo da carga elementar é o mesmo para as duas partículas, diferenciando apenas por seu sinal.
Q= Valor da carga de um corpo (em Coulombs-C) n = número de elétrons ou de prótons em excesso no corpo. e- = valor constante da carga elementar = 1,6 . 10-19 C.
FORÇA ELETROSTÁTICA - LEI DE COULOMB 
A força eletrostática define como é a interação entre duas cargas em repouso, separadas por uma distância específica. De acordo com esta lei, a força é diretamente proporcional ao valor das cargas e inversamente proporcional à distância entre elas. Isto quer dizer que quanto maior o valor das cargas, maior será a força e quanto mais distantes estiverem uma da outra, menor será a força entre elas. A força eletrostática pode ser de atração ou repulsão, dependendo da natureza das cargas envolvidas. Se mais de duas cargas estiverem sendo analisadas, deveremos determinar a força resultante sobre a carga em questão, usando a resultante de vetores.
F= Força Eletrostática (em Newtons - N). 
Q1 e Q2 = valor das cargas (em Coulombs - C). 
d = distância entre as cargas Q1 e Q2 (em metros - m). 
K0 = constante dielétrica do ar
ATIVIDADES
1 – (UECE-CE) A matéria, em seu estado normal, não manifesta propriedades elétricas. No atual estágio de conhecimentos da estrutura atômica, isso nos permite concluir que a matéria: 
a) é constituída somente de nêutrons. 
b) possui maior número de nêutrons que de prótons. 
c) possui quantidades iguais de prótons e elétrons. 
d) é constituída somente de prótons.
2 - Uma aluna de cabelos compridos, num dia bastante seco, percebe que depois de penteá-los, o pente utilizado atrai pedaços de papel. Isto ocorre porque 
a) O pente se eletrizou por atrito. 
b) Os pedaços de papel estavam eletrizados. 
c) O papel é um bom condutor elétrico. 
d) Há atração gravitacional entre o pente e os pedaços de papel. 
e) O pente é um bom condutor elétrico.
3) (UNESP-SP) Dois corpos pontuais em repouso, separados por certa distância e carregados eletricamente com cargas de sinais iguais, repelem-se de acordo com a Lei de Coulomb.
a) Se a quantidade de carga de um dos corpos for triplicada, a força de repulsão elétrica permanecerá constante, aumentará (quantas vezes?) ou diminuirá (quantas vezes?)?
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b) Se forem mantidas as cargas iniciais, mas a distância entre os corpos for duplicada, a força de repulsão elétrica permanecerá constante, aumentará (quantas vezes?) ou diminuirá (quantas vezes?)?
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SEMANA 02 - CAMPO E POTENCIAL ELÉTRICO
Caro(a) estudante, devido à ação das forças elétricas presentes na natureza podemos nos beneficiar da construção de vários dispositivos que estão em nossa vida, dentre eles o para-raios. A detecção de cargas pôde nos proporcionar um ganho enorme para o campo da eletricidade. Nesta semana iremos analisar o conceito de Campo Elétrico e suas atribuições.
CAMPO ELÉTRICO 
Assim como nos campos gravitacionais os corpos se atraem gerando uma força gravitacional, toda carga fixa cria em torno de si um Campo elétrico, que atua em qualquer carga livre ali colocada.
Para verificarmos a existência de um Campo elétrico, usamos uma carga positiva, a qual será denominada carga de prova. Usando esta carga de prova positiva, q>0, e mudando sua localização em torno da carga Q central, serão obtidos os vetores que caracterizarão o Campo Elétrico em torno da carga Q, isto é, será obtido o campo de forças elétricas em torno da carga Q. O módulo do Campo elétrico será dado por:
F é a força aplicada à carga (em Newtons-N) 
q é o valor da carga de prova que foi colocada próximo da carga Q (em Coulombs – C) Unidade: Usando as unidades do SI: Para força, Newton e para carga, Coulomb, teremos: Newton por Coulomb [N/C] a unidade de medida do campo elétrico.
OBS: 
1) A carga Q, responsável pelo campo elétrico, pode ser positiva (+) ou negativa (-), mas q (carga de prova) será sempre positiva (+). 
2) Outra carga q de qualquer sinal pode ser submetida ao campo elétrico . Se esta for positiva (+), se moverá no mesmo sentido do campo, e se for negativa (-), se moverá em sentido contrário ao campo. 
3) Substituindo a equação da Lei de Coulomb na equação do Campo Elétrico teremos:
Conclui-se que o Campo Elétrico não depende da carga de prova q. Depende apenas da carga Q e da distância da qual se deseja conhecer o seu valor. Além disso, tiramos da equação obtida que o Campo Elétrico é diretamente proporcional à carga central Q e inversamente proporcional ao quadrado da distância a que se pretende determinar, d² .
POTENCIALELÉTRICO 
Analogamente ao trabalho que é necessário realizar para erguer um objeto de grande massa contra o campo gravitacional da Terra, também é necessário trabalho para empurrar uma partícula carregada contra o campo elétrico gerado por um outro corpo eletrizado. Esse trabalho altera a energia potencial elétrica da partícula carregada. Chamamos de energia potencial elétrica a energia que a partícula carregada possui em virtude de sua localização numa região onde existe campo elétrico. Se a partícula com carga elétrica de sinal oposto ao da carga de uma esfera que produz um campo elétrico for solta, ela acelera, se aproximando da esfera, e sua energia potencial elétrica vai sendo convertida em energia cinética. A unidade de medida de potencial elétrico é o volt. Um potencial de 1 volt (V) é igual a 1 joule (J) de energia por 1 coulomb (C) de carga. 
Fórmula do potencial elétrico:
Onde v é o potencial elétrico (em volts - V), K é a constante eletrostática, Q é a carga geradora do campo elétrico (em coulomb - C) e d é a distância do ponto até a carga.
A fórmula da energia potencial elétrica é: 
ATIVIDADES
1 – (UFU-MG) A figura abaixo representa uma carga Q e um ponto P do seu campo elétrico, onde é colocada uma carga de prova q. 
Analise as afirmativas abaixo, observando se elas representam corretamente o ponto de atuação e o sentido do vetor campo elétrico em P e da força que atua sobre q. 
São corretas: 
a) todas as afirmações. 
b) apenas I, II e III. 
c) apenas II, III e IV. 
d) apenas III e IV. 
e) apenas I e III
2 - Em um ponto P do espaço existe um campo elétrico horizontal de intensidade E=500 N/C, gerado por uma carga positiva.
a) Se uma carga de prova de 1,5C, positiva, é colocada em P, qual será o valor da força elétrica que atua sobre ela?
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b) Faça um desenho representando a força elétrica e o campo elétrico.
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3 - Pesquise sobre o poder das pontas na eletrostática e como este princípio é aplicado no dispositivo para-raios.
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4 - Pesquise o funcionamento da gaiola de Faraday e descreva qual procedimento deve ser adotado caso um raio caia sobre um carro.
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SEMANA 03 - CORRENTE ELÉTRICA E CIRCUITOS ELÉTRICOS
CORRENTE ELÉTRICA 
Um fio condutor no qual foi estabelecido um campo elétrico apresenta uma diferença de potencial elétrico ao longo do seu comprimento. Devido à diferença de potencial (ddp) no fio, cargas elétricas, como por exemplo os elétrons livres do material, se movimentam à medida que o tempo passa, criando um fluxo de elétrons e estabelecendo no fio uma corrente elétrica. A unidade de medida de corrente elétrica é o ampère [A]. O sentido da corrente elétrica é convencionalmente o mesmo do campo elétrico. O campo elétrico pode assumir sentidos diferentes ao longo do tempo, por isso diferenciamos a corrente contínua da corrente alternada, que ocorre quando o campo elétrico sofre alternância de sentido, com frequência de 60 hertz, por exemplo (caso das correntes alternadas dos eletrodomésticos e dispositivos elétricos usados nas residências). A corrente alternada pode ser transformada em corrente contínua através da utilização de dispositivos eletrônicos chamados retificadores. 
CIRCUITOS ELÉTRICOS 
Circuitos elétricos simples são compostos por uma fonte de energia elétrica, também chamada de fonte de tensão (uma pilha, por exemplo) e um dispositivo com propriedades resistivas, chamado de resistor (uma lâmpada é um exemplo de dispositivo que funciona como um resistor). 
A lei de Ohm permite relacionar valores de corrente, tensão e resistência em circuitos, desde os mais simples até os mais complexos.Outros dispositivos podem ser incluídos nos circuitos elétricos e podem ser dispostos em série ou paralelo.
ATIVIDADES
1 — Uma corrente elétrica de intensidade igual a 8 A percorre um fio condutor. Determine o valor da carga que passa através de uma secção transversal em 1 minuto.
2 — Cite quais os principais aspectos que permitem um material ser condutor ou isolante elétrico.
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3 - (ENEM 2011) Um curioso estudante, empolgado com a aula de circuito elétrico que assistiu na escola, resolve desmontar sua lanterna. Utilizando-se da lâmpada e da pilha, retiradas do equipamento, e de um fio com as extremidades descascadas, faz as seguintes ligações com a intenção de acender a lâmpada: 
Tendo por base os esquemas mostrados, em quais casos a lâmpada acendeu? 
a) (1), (3), (6). 
b) (3), (4), (5). 
c) (1), (3), (5). 
d) (1), (3), (7).
4 - Nosso consumo de energia elétrica é graças à transmissão da eletricidade da usina elétrica até nossas casas. Pesquise e descreva como a energia elétrica chega até sua casa e quais as suas principais características.
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SEMANA 04 - DIFERENÇA DE POTENCIAL E RESISTÊNCIA ELÉTRICA
DIFERENÇA DE POTENCIAL (ddp)
 A diferença de potencial elétrico, ddp, gerada nos terminais de um dispositivo, promove o movimento de cargas elétricas de uma extremidade para outra. O fluxo de cargas estabelecido, então, é chamado corrente elétrica. No circuito elétrico, tanto as características da fonte de tensão, quanto os dispositivos inseridos como carga no sistema podem alterar a ddp. Os dispositivos ligados ao circuito, como por exemplo lâmpadas, quando associadas no circuito mudam a ddp entre seus terminais. Como na figura, dois circuitos com uma fonte de mesma ddp, podem apresentar valores diferentes de tensão nos terminais das lâmpadas devido à diferença de associação, modo como estão ligadas no circuito.
Alguns materiais possuem a propriedade de resistir à passagem de corrente elétrica, são chamados resistências elétricas. O dispositivo utilizado nos circuitos elétricos é também chamado de resistor, pode ser representado pela letra R. A unidade de medida da resistência elétrica é o Ohm – [Ω]. Quanto maior a resistência elétrica do circuito, maior é a oposição que o material apresenta à passagem da corrente. Como visto anteriormente, a resistência de um circuito pode ser determinada pela equação
VARIAÇÃO DA RESISTÊNCIA ELÉTRICA, SEGUNDA LEI DE OHM. 
Dentre os fatores que podem influenciar o valor da resistência de um fio metálico estão: materiais que compõem o fio condutor, área da seção transversal do fio e comprimento do fio. Deste modo, a resistência de um fio pode ser expressa matematicamente, de acordo com figura 4:
ATIVIDADES
1 — Uma lâmpada em um circuito está submetida a uma tensão de 8,0 V, a corrente que atravessa a lâmpada é de 2,0 A. 
a) Determine a resistência R da lâmpada.
b) Se a fonte de tensão do circuito for substituída por uma associação de pilhas com tensão de 4,5 V, qual será a corrente do circuito?
c) Um amperímetro é ligado ao sistema, após haver outra troca de fonte no circuito e mede uma corrente de 1,5 A. Qual será a tensão da fonte conectada ao circuito?
2 — Seja um resistor de material condutor. Ao aumentarmos o comprimento de um resistor, sem variarmos outros parâmetros, tais como área ou resistividade, espera-se que sua 
a) resistividade aumente. 
b) resistência elétrica diminua. 
c) resistividade diminua.d) resistência elétrica aumente.
3 - Em um circuito simples foi inserida uma fonte de 12 volts e um resistor de 230 ohms. Determine:
a) O valor da tensão registrada no voltímetro da figura. 
b) A corrente elétrica registrada pelo amperímetro colocado no circuito.
c) Se o resistor for trocado por um que tenha o dobro do inicial, sem mudar as outras características, qual será a nova corrente registrada pelo amperímetro?
SECRETARIA DE ESTADO DE EDUCAÇÃO DE MINAS GERAIS