Resumo da Aula 1 - Introdução a eletricidade.

• CARGA ELÉTRICA:

 Toda matéria é formada por átomos.

Átomos contém:
Protons (+)
Neutrons (0)
Electrons (-)

• LEI FUNDAMENTAL DAS CARGAS ELÉTRICAS

A lei das cargas elétricas afirma que, cargas iguais, se repelem, e as cargas opostas se atraem.
 Os prótons são cargas positiva e os elétrons são cargas negativas, então eles são atraídos um para o outro.
Sem essa atração, os elétrons não seriam mantidos em átomos.

• FORÇA ELÉTRICA:

Consiste na medida de interação entre dois objetos carregados.

A Força elétrica depende de 2 coisas:
1) A quantidade de carga (maior a carga, maior a força)
2) A distância entre as cargas (quanto mais a distância, menor a força)

• CAMPO ELÉTRICO

Um campo elétrico é a região em torno de um objeto carregado onde forças elétricas podem ser exercidas em outro objeto carregado.
(Repelido ou atraído).

• OBJETOS CARREGADOS

Os átomos não têm carga porque o número de elétrons e prótons se cancelam.
Ex.
3 protons (+) e 3 electrons (-) = 0

 Como os objetos são carregados?
Eles ganham ou perdem elétrons.
Por que não os prótons?
Ex.
3 protons (+) & 5 electrons (-)= 2 elétrons

7 protons (+) & 2 electrons (-)=5 prótons

   Como você pode carregar objetos?
 xistem 3 maneiras pelas quais os objetos podem ser carregados:
1) Atrito
2) contato/Condução
3) Indução

**Em cada um destes, apenas os elétrons se movem. Os prótons permanecem no núcleo**

1) Atrito:

2) Contato

 

 

 

 

 

 

 

 

3) Indução

 

 

 

• LEI DA CONSERVAÇÃO DA CARGA

Quando você carrega algo por qualquer método, nenhuma carga é criada ou destruída.
 O número de elétrons e prótons permanece o mesmo. Os elétrons simplesmente se movem de um átomo para outro.

• CONDUTORES E ISOLANTES

Um condutor elétrico é um material no qual as cargas podem se mover facilmente.
A maioria dos metais são bons condutores porque alguns de seus elétrons são livres para se mover.
Os condutores são usados para fazer fios. Por exemplo, um cabo de lâmpada possui arame metálico e dentes metálicos.
 O cobre, o alumínio e o mercúrio são bons condutores.

Um isolante elétrico é um material no qual as cargas não podem se mover facilmente..

Os isolantes não conduzem muito as cargas porque seus elétrons não podem fluir livremente. Os elétrons são firmemente presos nos átomos do isolante.

O material isolante em um cabo de lâmpada pára as cargas de deixar o fio e protege você contra choque elétrico.
Plástico, borracha, vidro, madeira e ar são bons isoladores.

• ELETROSTÁTICA:

A eletricidade estática é a carga elétrica em repouso em um objeto.
Quando algo é estático, não está se movendo.
As cargas de eletricidade estática não se afastam do objeto em que estão. Assim, o objeto mantém sua carga.
 Ex.: Roupa tirada de um secador

• DESCARGA ELÉTRICA

A perda de eletricidade estática à medida que as cargas se deslocam de um objeto é chamada de descarga elétrica.

• COMO O RELÂMPAGO SE FORMA?

O relâmpago geralmente atinge o ponto mais alto em uma área carregada porque esse ponto fornece o caminho mais curto para que as cargas atinjam o solo.
Qualquer coisa que sobe ou para cima ou para fora em uma área pode fornecer um caminho para o raio.
Um para-raios é uma haste apontada conectada ao chão por um fio.
Objetos, como um para-raios, que são unidos à Terra por um condutor, como um fio, são "aterrados". Qualquer objeto que esteja aterrado fornece um caminho para que as cargas elétricas se movam para a Terra.
Como a Terra é tão grande, pode desistir ou absorver cargas sem ser danificada.
Quando o relâmpago atinge um para-raios, as cargas elétricas são transportadas com segurança para a Terra através do fio da haste. Ao dirigir a carga para a Terra, as varetas impedem que os raios destruam edifícios.

Processos de Eletrização

Eletrização por atrito

Quando falamos em eletrização por atrito(também conhecida como fricção ou triboeletrização), é importante lembrar que existirá o contato direto de dois corpos, que devem ser feitos de materiais diferentes.

Neste caso haverá um “doador” de elétrons que irá ficar com carga positiva e um “receptor” de elétrons que irá ganhar carga negativa.

Eletrização por contato

Para que a eletrização aconteça, existe a necessidade do contato entre os corpos condutores, e neste caso, obrigatoriamente um dos corpos deve estar carregado eletricamente.

Para melhor entendimento desse processo, imagine um corpo neutro(B) entrando em contato com um corpo carregado eletricamente com cargas positivas(A), conforme figura abaixo:

Estando o corpo A eletrizado positivamente, e o corpo B estando neutro, ao entrarem em contato, o corpo A atrai os elétrons livres de B.

Agora A continua positivo, porém com uma carga menor, e B que estava neutro agora passa a ficar eletrizado positivamente.

Em resumo:
A quantidade de carga positiva adquirida pelo corpo B, corresponde a quantidade de carga negativa que ele perdeu para A.

E o mesmo vale para o corpo A, ou seja, a quantidade de cargas positivas perdidas por A, equivale a quantidade de carga positiva ganha por B.

Uma vez que esse é o princípio da conservação das cargas elétricas, onde diz que a quantidade de cargas elétricas antes do contato entre os corpos deve ser igual à quantidade de cargas elétricas depois do contato.

Caso os corpos A e B tivessem dimensões idênticas, logo após o contato ele ficariam com a mesma quantidade de carga elétrica.

 

Eletrização por indução

No caso da eletrização por indução, diferentemente do que acontece na eletrização por atrito ou contato, os corpos não precisam entrar em contato um com o outro, por isso o nome indução.
Para exemplificar, imagine dois corpos, sendo que o corpo A esta carregado positivamente e um corpo B neutro, ao aproximar-se o corpo A positivo do corpo B neutro, existe uma separação das cargas no corpo B, uma vez que os elétrons livres de B são atraídos por A, conforme imagem abaixo:

 

 

Ainda com o indutor(corpo A) próximo, liga-se o o induzido(corpo B) a terra, como a terra é neutra, existe a neutralização da carga positiva do corpo B(elétrons sobem da terra), ao desfazer a ligação com a terra e na sequencia afastar o indutor(corpo A), o corpo B que antes era neutro acaba ficando com carga negativa, conforme imagem abaixo:

 

 

 

Introdução à Física

Enquanto a terra desperta para uma nova manhã...

...Nosso mundo parece está vivo...

O que eu não conseguimos perceber...

... É que esse Universo inteiro está vivo!

 Toda Energia e Matéria no Universo...

...dançam para as incríveis leis da Física.

... Tudo o que construímos, tudo o que inventamos...

...todo lugar em que trabalhamos, vivemos e jogamos...

Devemos ao conhecimento da Física.

Dos computadores e robôs, skate, snowboard e nave espacial,

vem do nosso estudo

A conservação da Energia

Segundo a Lei da Conservação de Energia, há certa quantidade, que denominamos Energia, que não se modifica nas múltiplas modificações pelas quais passa a natureza. "Trata-se de uma ideia extremamente abstrata, Por ser um princípio matemático; diz que há uma quantidade numérica que não se altera quando algo acontece. Não é a descrição de um mecanismo ou de algo concreto; é apenas o fato estranho de que podemos calcular certo número e, quando terminamos de observar a natureza em suas Proezas e calculamos o número de novo, ele é o mesmo. ( Algo como o bispo na casa branca que, após um número de lances cujos detalhes ignoramos-, continua na casa branca. É uma lei dessa natureza.) Por ser uma ideia abstrata, seu significado só pode ser ilustrado por meio de analogia.

                                                                                         Richard Feynman (adaptado)

Mapas mentais em Física

Os mapas mentais são uma ferramente que auxilia o estudante no processo de ensino e aprendizagem. Eles Procuram mostrar relações entre conceitos de uma disciplina, tema, conteúdo.  

Os mapas conceituais podem ser traçados para toda uma disciplina, para uma subdisciplina, para um tópico especifico de uma disciplina e assim por diante. Eles podem ser traçados de várias maneiras, pois existem diferentes modos de representar uma hierarquia conceitual em um diagrama. Além disso, o ponto importante é que o mapa conceitual deve ser sempre visto como “um mapa conceitual", não como “o mapa conceitual" de um determinado conjunto de conceitos; qualquer mapa conceitual deve ser visto apenas como uma das possíveis representações de certa estrutura conceitual.

“O que mantém os núcleos coesos?”

Num núcleo existem vários prótons, todos positivos. Por que a repulsão não os afasta? Acontece que nos núcleos existem, além das forças elétricas, forças não-elétricas, chamadas forças nucleares. Estas forças nucleares são maiores que as forças elétricas, o que as permite manter os prótons unidos, apesar da repulsão elétrica. Entretanto, as forças nucleares possuem um alcance curto – sua intensidade cai mais rapidamente que 1/r² . Este fato possui uma importante consequência. Se um núcleo tiver muitos prótons, ele se torna muito grande e estes prótons não conseguirão se manter unidos. Um exemplo é o urânio, com 92 prótons. As forças nucleares atuam principalmente entre cada próton (ou nêutron) e seus vizinhos mais próximos, enquanto as forças elétricas atuam em distâncias maiores, criando uma repulsão entre cada próton e todos os outros prótons presentes no núcleo. Quanto mais prótons houver no núcleo, mais forte será a repulsão elétrica, até, como no caso do urânio, o balanço ser tão delicado que o núcleo está prestes a se estilhaçar devido às forças elétricas. Se tal núcleo for ligeiramente “cutucado” (o que pode ser feito enviando-lhe um nêutron lento), ele se partirá em dois pedaços, cada um com carga positiva e estes pedaços se afastarão pela repulsão elétrica. A energia liberada neste processo é a energia de uma bomba atômica. Esta energia é usualmente chamada energia “nuclear” mas é, na verdade, uma energia “elétrica” liberada quando as forças elétricas superam as forças nucleares atrativas.

                  

                                                                   Richard P. Feynman

Forças Elétricas

Considere uma força semelhante à gravitacional que varie predominantemente com o inverso do quadrado da distância, mas que seja cerca de bilhões de bilhões de bilhões de bilhões de vezes mais intensa; e ainda com outra diferença. Existem dois tipos de “matéria” que podemos chamar positiva e negativa. Matérias do mesmo tipo se repelem e de tipos diferentes se atraem – diferente da gravidade, onde há apenas atração. O que pode acontecer?

Uma porção de positivas se repele com uma força enorme e se espalha em todas as direções. Uma porção de negativas age da mesma forma. Mas, uma mistura de igual quantidade de positivas e negativas pode se comportar de uma forma completamente diferente. Os tipos opostos se puxam com uma atração fantástica. Como resultado líquido, estas forças fantásticas podem se balancear quase perfeitamente, formando misturas finas e compactas das positivas e negativas, enquanto, entre duas porções separadas de tais misturas, pode não existir praticamente atração ou repulsão alguma.

Tal força existe: a força elétrica. E toda matéria é uma mistura de prótons positivos e elétrons negativos, que estão se atraindo e repelindo por esta força extraordinária. Entretanto, o balanço é tão perfeito, que, quando você está próximo de uma outra pessoa, não é capaz de sentir força alguma. Mesmo um pequeno desbalanceamento poderia ser sentido. Se você estiver parado a uma distância de um braço de alguém e cada um de vocês tiver um por cento a mais de elétrons que de prótons, a força de repulsão seria incrível. Quão intensa? O sufi ciente para erguer o edifício Empire State? Não! Para erguer o monte Everest? Não! A repulsão seria suficiente para erguer um “peso” igual ao de toda a Terra!

Com esta enorme força balanceada tão perfeitamente nesta mistura íntima, não é difícil entender que a matéria, para manter o fino balanço de suas cargas positivas e negativas, possa apresentar uma grande dureza e força. O edifício Empire State, por exemplo, balança apenas dois metros e meio com o vento graças à força elétrica que mantêm cada um de seus elétrons e prótons aproximadamente em seus devidos lugares. Por outro lado, se olharmos para a matéria numa escala pequena o suficiente para vermos apenas alguns átomos, nenhum pedacinho terá, normalmente, um número igual de cargas positivas e negativas e, portanto, existirá uma enorme força elétrica residual. Mesmo quando há um número igual de ambas as cargas em dois pequenos pedaços vizinhos, poderá existir uma grande força elétrica resultante, porque as forças entre cargas individuais variam inversamente com o quadrado da distância. Uma força resultante pode surgir se uma carga negativa de um dos pedaços estiver mais próxima das cargas positivas do outro pedaço, que das negativas do outro pedaço. Neste caso, as forças atrativas seriam maiores que as repulsivas, o que acarretaria uma força atrativa entre dois pequenos pedaços que não possuem excesso de qualquer dos tipos de cargas. A força que mantém os átomos unidos, e as forças químicas que mantém juntas as moléculas, são realmente forças elétricas atuando em regiões onde o balanço das cargas não é perfeito, ou onde a distância é muito pequena.

Como você deve saber, os átomos são formados por um núcleo de prótons positivos com elétrons ao seu redor. Então, você poderia perguntar: “se esta força elétrica é tão extraordinária, por que os prótons e os elétrons não caem uns em cima dos outros? Se eles querem estar numa mistura compacta, por que não fi cam ainda mais compactos?” A resposta está relacionada com os efeitos quânticos. Se tentarmos confinar nossos elétrons numa região muito próxima dos prótons, de acordo com o princípio da incerteza, estes elétrons adquiririam um momento quadrático médio que aumentaria conforme tentássemos confiná-los em uma região menor. É este movimento, exigido pelas leis da mecânica quântica, que impede a atração elétrica de juntar ainda mais as cargas.

                                                                              RICHARD P. FEYNMAN

Enem terá mudanças; novas regras serão publicadas em 21 de março

O edital do Exame Nacional do Ensino Médio (Enem) deste ano será publicado no dia 21 de março no Diário Oficial da União. O documento, que contém as regras para a realização do exame, deverá trazer mudanças na avaliação, que neste ano completa 20 anos.

Em cerimônia no Palácio do Planalto na quarta-feira (28), o ministro da Educação, Mendonça Filho, disse que o edital do Enem 2018 terá novidades “ampliando o leque de inovações e melhorias na aplicação do Enem, que é um patrimônio nacional”. Ao ser questionado pelos jornalistas, ele disse que não poderia adiantar quais são as mudanças.

A presidente do Instituto Nacional de Estudos e Pesquisas Educacionais Anísio Teixeira (Inep), Maria Inês Fini, reuniu-se nesta semana com representantes do grupo de trabalho de Educação do Ministério Público Federal para apresentar as propostas de aperfeiçoamento no edital do Enem.

Assim como em 2017, neste ano as provas do Enem também serão realizadas em dois domingos seguidos: nos dias 4 e 11 de novembro. As inscrições deverão ser realizadas de 7 a 18 de maio deste ano.