Edited - Física Volume 3 - Eletromangnetismo e Física Moderna 2016 - Bonjorno

Bonjorno • Clinton\nEduardo Prado • Casemiro\nFísica\nEletromagnetismo • Física Moderna\nENSINO MÉDIO\nCOMPONENTE CURRICULAR\nFÍSICA\nFTD Física\nEletromagnetismo • Física Moderna\nENSINO MÉDIO\nCOMPONENTE CURRICULAR\nFÍSICA\nJosé Roberto Bonjorno\nLicenciado em Pedagogia pela Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras \"Professor Carlos Pasquale\"\nBacharel e licenciado em Física pela Pontifícia Universidade Católica de São Paulo\nProfessor de Física e Matemática\n\nClinton Marcieco Ramos\nBacharel em Física pela Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Mogi das Cruzes\nProfessor de Física\n\nEduardo de Pinho Prado\nLicenciado em Matemática pelo Centro Universitário Nove de Julho\nProfessor de Física e Matemática atuando há 25 anos no Ensino Médio e em cursos pré-vestibulares\n\nValter Bonjorno\nEngenheiro naval graduado pela Escola Politécnica da Universidade de São Paulo\nProfessor de Física e Matemática\n\nMariza Azzolini Bonjorno\nBacharel e Licenciada em Letras (Português/Russo) pela Universidade de São Paulo\nProfessora de rede pública do Estado de São Paulo por vários anos\n\nRenato Casemiro\nMestre em História da Ciência pela Pontifícia Universidade Católica de São Paulo\nBacharel e licenciado em Física pela Pontifícia Universidade Católica de São Paulo\nProfessor de Física em colégios particulares de São Paulo\n\nRegina de Fátima Souza Azenha Bonjorno\nBacharel e licenciada em Física pela Pontifícia Universidade Católica de São Paulo\nProfessora de Física e Matemática\n3ª edição\nSão Paulo – 2016\nFTD\nMANUAL DO PROFESSOR APRESENTAÇÃO\n\nA Física é a área da Ciência que investiga o Universo. Os cientistas, em conjuntos, buscam compreendê-lo e, para isso, utilizam formulação de hipóteses e atividades experimentais. A Física, associada a outras áreas e disciplinas, tem uma importância fundamental no desenvolvimento tecnológico, que proporciona, principalmente a nós, seres humanos, conforto, praticidade e qualidade de vida.\n\nO estudo da Física se faz presente na última etapa do ensino básico, o Ensino Médio, que prioriza a formação ética e o desenvolvimento da autonomia intelectual. Por esse motivo, a Física não deve apresentar-se de forma descontextualizada do mundo, fornecendo somente ideias irrevogáveis, como produtos acabados. Hoje, O grande desafio é que a atividade científica seja vista como essencialmente humana, com seus erros e acertos, defeitos e virtudes.\n\nPara que essa nova concepção do ensino de Física seja possível, apresentamos os conceitos físicos na sua linguagem própria, que dialoga com a Matemática, mas também de forma indissociada da História, da Química, da Biologia e aproximada do cotidiano. Esperamos, portanto, que esta coleção seja mais um instrumento de apoio e incentivo para o difícil e instigante desafio de compreender a natureza.\n\nOs Autores Copyright © José Roberto Bonjorno, Clinton Márcio Ramos, Eduardo de Pinho Prado, Valter Bonjorno, Maritza Arzollin Bonjorno, Renato Cesarino, Regina de Fátima Souza Azevêdo Bonjorno\n\nDiretor editorial\nLauri Cerciato\n\nGerente editorial\nEliane Renata P. A. Fugita\n\nEditora\nCláudia de Oliveira Chibante Bueno\n\nEditores assistentes\nAna Valéria Neves, Eduardo Oliveira Guatolli\n\nAssessoria\nPaula Feijó de Medeiros\n\nCoordenador de produção editorial\nMariana Miani\n\nCoordenador de arte\nMarcelino Henriques Ferreira Fontes\n\nCoordenadora de projeto\nDaniela Maximiano\n\nProjeto de capa\nAurelio Zambro e Eduardo Benfato\n\nFoto de capa\nThais Átila/Olho de Falcões\nModelos da capa: André Lopes, Angélica Souza, Beatriz Ribeiro, Bruna Soares, Bruno Guedes, Eduardo Ramos Wallenburger, Ébano Souza, Jorge Gomes, Letícia Silva, Lira Krichin, Mariana Vicente, Rafael Souza, Thais Abdo, Thais Souza, Isabel Cristina Santiago Marques\n\nSupervisor de arte\nEditor de arte\nElias Bonjorno\n\nDiagramação\nFormatação Comunicação, Eduardo Benetorio,\n\nTratamento de imagens\nVicente Araújo\n\nCoordenador de ilustrações e gráficos\nMárcia Benetinho\n\nIlustrações\nSupervisora de preparação e revisão\nRogério Farias Rodrigues\n\nCoordenador de preparação e revisão\nJordana Lopes\n\nDiretor de operações e produção\nPaloma Keiner Damasceno\n\nDados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)\n(Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil)\n\nFísica : eletromagnetismo, física moderna, 3ª ano...\n3. ed. — São Paulo : FTD, 2016. — (Coleção física)\n\nVários autores:\nComponentes curricular: Física.\nISBN 978-85-96-00334-6 (aluno)\nISBN 978-85-96-00335-3 (professor)\n\n1. Física (Ensino médio) I. Título. II. Série.\n\n16-03674\nCDD-530.07\n\nÍndices para catálogo sistemático:\n1. Física : Ensino médio 530.07\n\nReprodução proibida: Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.\nTodos os direitos reservados.\n\nEDITORA FTD S.A.\nRua Rui Barbosa, 186 - 1º e 3º andar - Vila São Paulo - SP\nCEP 01234-001 - Tel. (11) 3198-6900\nCaixa Postal 61494 - CEP 03079-970\nE-mail: central.atendimento@ftd.com.br\n\nEm respeito ao meio ambiente, as folhas deste livro foram impressas em papéis produzidos com fibras de reflorestamento. ESTRUTURA DA COLEÇÃO\n\nUnidade\nBloco temático que agrupa capítulos que tratam do mesmo assunto. As aberturas das unidades chamam a atenção para os fenômenos naturais e para as tecnologias desenvolvidas que estão relacionadas aos conteúdos que serão estudados em cada unidade.\n\nCapítulo\nUnidade temática que trata dos assuntos a serem desenvolvidos. Os capítulos agrupam os temas correlatos que são pontuados de forma sequencial e progressiva. É composto por teoria e atividades diversificadas.\n\nExercícios resolvidos\nExemplos em que se podem discutir os detalhes da explicação teórica.\n\nExercícios propostos\nTrata-se de um conjunto de exercícios propostos para que o conhecimento dos temas estudados em cada seção seja exercitado de forma gradual.\n\nPense e responda\nChama a atenção para questões sobre os temas tratados, explorando aspectos conceituais. Pensando as ciências\nSeção que aborda a Física em outras áreas, como tecnologia, saúde, Biologia, etc.\n\nExperimento\nSeção de atividades experimentais na qual se poderá comprovar, individualmente ou em grupo, conceitos trabalhados ao longo dos capítulos.\n\nMais atividades\nSeção com um conjunto de questões de vestibulares sobre o tema estudado na unidade.\n\nA História conta\nTexto no final de cada unidade que aborda um pouco da História da Ciência, por meio da história dos cientistas ou da evolução de conceitos da Física. SUMÁRIO\n\nUNIDADE 1\nEletrostática 10\nCAPÍTULO 1: Força elétrica 12\n1. Carga elétrica e eletricidade 12\nNasce uma ciência 12\nQuando a eletricidade era um fluído 13\nPensando as ciências: Eletricidade e Medicina 14\nUma nova Revolução Industrial 15\nSaem os fluidos, entram os átomos 15\n2. Carga elétrica 15\n3. Princípio de atração e repulsão 18\n4. Condutores e isolantes 18\n5. Processos de eletrização 19\nEletrização por atrito 19\nEletrização por contato 21\nEletrização em um condutor eletrizado e a Terra 21\nPensando as ciências: Os choques de inverno 22\nEletrização por indução 23\nEletroscópios 25\nExperimento: Construindo e utilizando um eletroscópio de folhas 26\n6. Lei de Coulomb 28\nPensando as ciências: A interação de natureza elétrica e seu papel no mundo que nos cerca 30\nCAPÍTULO 2: Campo elétrico e potencial elétrico 33\n1. O conceito de campo elétrico 33\n2. Vetor campo elétrico 34\n3. Campo elétrico de uma carga pontiforme 36\n4. Linhas de força 39\nRepresentação do vetor E em uma linha de força 40\n5. Campo elétrico uniforme 40\n6. Campo elétrico em um condutor eletrizado em equilíbrio eletrostático 42\nBlindagem eletrostática 43\nCampo elétrico criado por um condutor eletrizado 44\nPensando as ciências: O grande truque 45\n7. Potencial elétrico e diferença de potencial 47\n8. Diferença de potencial em um campo elétrico uniforme 50\n9. Potencial em um condutor em equilíbrio eletrostático 52\n10. Densidade superficial de cargas 53\n11. O poder das pontas e a polarização dos dielétricos 54\n12. Rigidez dielétrica 54\nPensando as ciências: Os raios e os cuidados que devemos ter 56\n13. Capacitores 57\nEnergia armazenada por um capacitor 58\nExperimento: A garrafa de Leyden 60\nMais atividades 61\nA História conta: Carta de Benjamin Franklin a Peter Collinson 62 UNIDADE 2\nEletrodinâmica 64\nCAPÍTULO 3: Corrente elétrica 66\n1. O que é corrente elétrica 66\nSentido convencional da corrente elétrica 67\nIntensidade da corrente elétrica 67\nCorrente elétrica contínua e alternada 68\nVelocidade média dos elétrons nos condutores metálicos 69\nExperimento: A corrente elétrica nos líquidos 73\n2. Efeitos da corrente elétrica 74\nEfeito Joule ou efeito térmico 74\nEfeito luminoso 75\nEfeito químico 75\nEfeito fisiológico 75\nPensando as ciências: Choque elétrico 76\n3. Elementos de circuitos elétricos 77\nDiagrama esquemático de um circuito elétrico 80\nPensando as ciências: Dispositivos de segurança em circuitos elétricos 81\nExperimento: O fusível 82\n4. Os nós de um circuito elétrico 83\nCAPÍTULO 4: Resistores 85\n1. Resistência elétrica e leis de Ohm 85\n2. Potência elétrica 88\nReostato 90\nCurto-circuito 91\nLâmpada incandescente 91\nLâmpada fluorescente 92\nPensando as ciências: Piezoelectricidade 93\n3. Associação de resistores 94\nAssociação em série 94\nAssociação em paralelo 96\nAssociação mista 98\nExperimento: Associações de resistores 100 SUMÁRIO\n\nUNIDADE 3\nEletromagnetismo 134\n\nCAPÍTULO 7: Campo magnético 136\n1. Características dos ímãs 136\nPensando as ciências: Magnetismo poderá ajudar na conservação de alimentos 138\nExperimento: A bússola 139\n\n2. Campo magnético 140\n\n3. Propriedades magnéticas da matéria 143\nÍmãs permanentes e temporários 144\nPensando as ciências: Materiais magnéticos 144\nExperimento: O experimento de Oersted 145\n\n4. Campo magnético criado por corrente elétrica em condutores retilíneos 146\nDireção e sentido do campo 146\nIntensidade do campo 146\n\n5. Campo magnético criado por corrente em um solenóide 151\nEletromí 152\nPensando as ciências: Disjuntores magnéticos e térmicos 154\nExperimento: O campo magnético de um condutor retilíneo 155\n\nCAPÍTULO 8: Força magnética 156\n1. Força magnética sobre cargas elétricas móveis 156\nPensando as ciências: Motor elétrico 156\nCargas elétricas em campo magnético uniforme 157\nPensando as ciências: Aurora polar 159\n\n2. Força magnética atuando em um condutor retilíneo percorrido por corrente elétrica 162\n\n3. Força magnética atuando em dois condutores paralelos percorridos por corrente elétrica 165\nDefinição oficial de amper 166\nExperimento: A força magnética sobre a corrente elétrica 166\n\n4. Indução eletromagnética 169\n\nCAPÍTULO 9: indução eletromagnética 171\n1. Corrente induzida – fem induzida 171\nFormas de variação do fluxo magnético 173\n2. Lei de Lenz 174\n\n3. Força eletromotriz (f.e.m.) 176\n\n4. Corrente alternada (C.A.) 178\nPensando as ciências: A guerra das correntes 178\nTransformador 180\nCorrentes de Foucault 181\n\nCAPÍTULO 10: Ondas eletromagnéticas 184\n1. Campos elétrico e magnético induzidos 184\n2. Ondas eletromagnéticas 185\n3. Espectro eletromagnético 186\nPensando as ciências: Meios de comunicação 188\nRadiação infravermelha 191\nLuz visível 191\nRadiação ultravioleta 192\nPensando as ciências: Lasers 192\nRaio X e raios gama 195\nMais atividades 198\nA História conta: E os discos não param de girar! 200