Lei de Coulomb

O Século XVIII se destaca por uma busca incessante por resultados em fenômenos eletrostáticos, tendo os primeiros experimentos resultados somente qualitativos como foi o trabalho de Du Fay. Os físicos encontraram muitas dificuldades na busca por resultados quantitativos envolvendo as grandezas nos fenômenos elétricos. A hipótese de que a força elétrica poderia variar com o quadrado da distância era cogitada no meio científico do final do século, mas havia a necessidade de um experimento com medidas criteriosas para verificar se hipótese era verdadeira. 

O Físico Francês Charles Augustin de Coulomb ao retornar à França em 1776, depois de nove anos como engenheiro do exército francês em serviço nas Canarias, publica diversos trabalhos científicos. O seu trabalho que hoje conhecemos como Lei de Coulomb, foi resultado de um concurso realizado pela Academia de Ciências, sobre fabricação de agulhas imantadas.

Coulomb empregou a balança de torção para testar a hipótese de existência de uma força elétrica de repulsão para carga elementar, análogo a força gravitacional de atração de Newton.

A balança de torção é um aparelho feito com uma proteção de vidro, buscando dessa forma evitar interferências externas. Possui no seu interior duas esferas metálicas afastadas por eixo que estão ligados ao fio de torção, e uma outra esfera que pode ser controlada externamente. Além disso, há uma fita graduada onde pode ser observado o deslocamento da esfera

Uma esfera condutora de carga é inserida no interior do aparelho e toca em duas outras, sendo uma fixa e outra móvel, que ficam eletrizadas e se repelem. A esfera móvel ao se afastar da fixa provoca uma torção no fio de suspensão e depois de algumas oscilações assume uma posição de equilíbrio. A força de torção é diretamente proporcional ao ângulo de torção do fio. A distância entre as esferas pelo arco correspondente ao ângulo lido na escala graduada, permite obter uma primeira relação entre o módulo da força eletrostática e a distância entre os centros das esferas. Torcendo-se o fio de suspensão por meio de um botão de ajuste micrométrico da balança produz-se um aumento na força de torção provocando uma nova posição de equilíbrio e assim obter uma segunda relação levando-se em conta que o ângulo de torção total é o resultado da soma do ângulo de torção do micrômetro com aquele correspondente à separação entre as duas esferas. Dessa forma, ele concluiu que, se forem colocadas duas esferas com cargas separadas por uma distância, estas podem se atrair ou repelir conforme os sinais desta carga, como já determinado na Lei de Du Fay, tendo estas forças a mesma intensidade e mesma direção, porém no sentido contrário, sendo a força inversamente proporcional ao quadrado da distância entre as esferas com cargas, sendo a equação expressa da seguinte forma:

2° TEXTO/ 1° BIMESTRE 2019

Marcelo Gleiser

Físico teórico, professor e escritor 

Físico teórico, professor, escritor e colunista do jornal Folha de S.Paulo e da National Public Radio (NPR), Gleiser é internacionalmente reconhecido no meio acadêmico. É membro da Academia Brasileira de Filosofia e da American Physical Society e autor de best-sellers como A dança do universo (prêmio Jabuti de 1998), O fim da terra e do céu (prêmio Jabuti de 2002) e Criação imperfeita, traduzidos para diversos idiomas. Professor de física e astronomia na Dartmouth College nos Estados Unidos desde 1991, recebeu o prêmio Presidential Faculty Fellows Award, da Casa Branca, por sua dedicação à pesquisa e ao ensino.

Nascido no Rio de Janeiro, Gleiser teve sua curiosidade pela ciência despertada por meio da admiração pela natureza. Cursou Engenharia Química por dois anos, transferindo-se para o curso de Física da Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, onde graduou-se em 1981. No ano seguinte, fez seu mestrado na Universidade Federal do Rio de Janeiro e, em 1986, obteve seu doutorado no King’s College, da Universidade de Londres, na Inglaterra.

Autor de mais de uma centena de artigos citados e dezenas de textos publicados em formato impresso ou digital, o foco da pesquisa de Gleiser é o surgimento de estruturas complexas da natureza para descobrir o sentido do mundo e nosso lugar no grande esquema das coisas. Para isso, ele tem como foco questões muito fundamentais relacionadas ao que chama de “três origens”: a origem do universo, a origem da matéria e a origem da vida na Terra e em todos os lugares do cosmos.

Em seus textos para a mídia, vídeos para o Fronteiras e nas participações em séries televisivas, Marcelo Gleiser mostra como as mais complexas teorias estão interligadas ao cotidiano, sendo não apenas um divulgador da ciência, mas também um divulgador do interesse pela ciência. Sua postura congregadora e antirradicalismos reúne diversas áreas do conhecimento e faz desse brasileiro um dos principais intelectuais públicos no País. 

O FÍSICO E ASTRÔNOMO BRASILEIRO MARCELO GLEISER É O VENCEDOR DO PRÊMIO TEMPLETON 2019.

Ele é o primeiro latino-americano a ganhar o prêmio, criado em 1972, e vai receber 1,1 milhão de libras esterlinas, o equivalente a R$ 5,5 milhões. A cerimônia de premiação será em 29 de maio, em Nova York.

"[Ele é] Um dos principais proponentes da visão que ciência, filosofia e espiritualidade são expressões complementares que a humanidade precisa para abraçar o mistério e explorar o desconhecido", diz Heather Templeton Dill, presidente da fundação John Templeton

Gleiser tem 60 anos e vive atualmente nos Estados Unidos, onde ensina física e astronomia no Dartmouth College, em Hanover, New Hampshire.

Ele já teve mais de 100 artigos revisados e publicados até o momento e pesquisas sobre o comportamento de campos quânticos e partículas elementares e a formação inicial do universo, a dinâmica das transições de fase, a astrobiologia e as novas medidas fundamentais de entropia e complexidade baseadas em teoria da informação. Agnóstico, seu trabalho se destaca por demonstrar que ciência e religião não são inimigas.

"A compreensão e a exploração científica não é apenas sobre a parte material do mundo. Minha missão é trazer para a ciência e para os interessados na ciência esse apego ao mistério. Fazer o público entender que ciência é apenas mais uma maneira de entendermos quem somos", disse Gleiser no vídeo que anuncia o prêmio.

'A ciência não mata Deus'

"O ateísmo é inconsistente com o método científico", afirmou Gleiser à AFP na segunda-feira no Dartmouth College da Universidade de New Hampshire, onde é professor desde 1991. "Devemos ter a humildade para aceitar que estamos cercados de mistério".

Sobre a teoria religiosa de criação da Terra em sete dias, Gleiser diz que não há inimigos. "Eles consideram a ciência como o inimigo, porque têm um modo muito antiquado de pensar sobre ciência e religião, no qual todos os cientistas tentam matar Deus", disse.

"A ciência não mata Deus", completa.

Gleiser fundou em 2016 o ICE (Instituto de Engajamento à Interdisciplinariedade) em Dartmouth, com a ideia de promover o diálogo construtivo entre as ciências naturais e humanas, seja na esfera pública ou acadêmicas. O instituto tem apoio da fundação John Templeton.

Em 2006, ele apresentou a série de 12 episódios 'Poeira das Estrelas', no Fantástico.

Prêmio Templeton

O prêmio Templeton foi criado para "servir como um catalisador filantrópico para descobertas relacionadas às questões mais profundas que a humanidade enfrenta", de acordo com a instituição. A Fundação apoia pesquisas que vão desde a complexidade, evolução e emergência até a criatividade, perdão e livre-arbítrio.

De acordo com a fundação responsável pelo prêmio, Gleiser foi o escolhido pelo conjunto do seu trabalho que, ao longo dos anos, evoluiu para a quebra de simetria, transições de fase e estabilidade de sistemas físicos, conceitos que influenciariam sua crítica às "teorias de tudo".

"O prêmio celebra o trabalho de muitos indivíduos maravilhosos, incluindo alguns dos grandes físicos e cientistas de nosso tempo, cujas pesquisas exploraram questões de significado e valor além dos limites tradicionais de suas disciplinas. Pensar que um dia eu seria incluído em um grupo distinto, sendo um imigrante do Brasil, é inacreditável ", disse Gleiser no site do Dartmouth College.

Além de Gleiser, a fundação já premiou 48 pessoas desde que foi criada em 1972. Entre eles estão Madre Teresa (1973), Dalai Lama (2012) e o Arcebispo Desmond Tutu (2013). 

https://www.fronteiras.com/conferencistas/marcelo-gleiser

https://g1.globo.com/ciencia-e-saude/noticia/2019/03/19/fisico-e-astronomo-brasileiro-marcelo-gleiser-e-o-vencedor-do-premio-templeton-2019.ghtml

1° BIMESTRE 2019

1° BIMESTRE 2019

PLANEJAMENTO ANUAL DA DISCIPLINA DE FÍSICA

TERCEIRO ANO DO ENSINO MÉDIO

ANO LETIVO DE 2019

Introdução

“Planejar é preciso; improvisar não é preciso, mas muitas vezes é necessário”.

Planejar as atividades que serão desenvolvidas ao longo do ano letivo é fundamental para que o ensino deixe de ser um “improviso diário” e passe a ser um “processo estruturado” visando objetivos gerais e específicos em conformidade com as expectativas e propósitos da LDB e dos PCNs. Mas planejar é também dimensionar os objetivos pretendidos no contexto da realidade da escola, do aluno e da comunidade, daí vem a importância de um planejamento efetivo e customizado.

Planejar também é buscar o inalcançável, é caminhar na direção escolhida e estar preparado para sujeitar-se às intempéries do caminho. Um planejamento eficaz, na nossa concepção, é aquele que está preparado para redefinições de metas e estratégias em conformidade com a dinâmica das necessidades e possibilidades do aluno, do professor, da escola e da comunidade. O que planejamos, no fundo, não é o que será necessariamente feito conforme um preciosismo exacerbado de detalhes minuciosos, mas sim aquilo que queremos oferecer aos nossos alunos e as formas como pretendemos atingir esses objetivos.

Assim, o planejamento que se segue é acima de tudo uma carta de intenções onde se espera que os meios e estratégias convirjam para os objetivos pretendidos e não apenas uma relação de procedimentos que serão efetuados independentemente das circunstâncias.

Objetivos

Os objetivos da disciplina baseiam-se nas orientações próprias da área de Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias conforme descritas nos PCN e nos PCN+. Objetiva-se que durante o aprendizado na área o aluno desenvolva as seguintes competências:

·         Saber se informar, comunicar-se, argumentar, compreender e agir;

·         Enfrentar problemas de diferentes naturezas;

·         Participar socialmente, de forma prática e solidária;

·         Ser capaz de elaborar críticas ou propostas; e, especialmente,

·         Adquirir uma atitude de permanente aprendizado.

·         Reconhecer e utilizar adequadamente na forma oral e escrita os símbolos, códigos e nomenclatura da linguagem científica.

·         Ler, articular e interpretar símbolos e códigos em diferentes linguagens e representações: sentenças, equações, esquemas, diagramas, tabelas, gráficos e representações geométricas.

·         Consultar, analisar e interpretar textos e comunicações de ciência e tecnologia veiculadas por diferentes meios.

·         Elaborar comunicações orais ou escritas para relatar, analisar e sistematizar eventos, fenômenos, experimentos, questões, entrevistas, visitas, correspondências.

·         Analisar, argumentar e posicionar-se criticamente em relação a temas de ciência e tecnologia.

·         Identificar em dada situação-problema as informações ou variáveis relevantes e possíveis estratégias para resolvê-la.

·         Identificar fenômenos naturais ou grandezas em dado domínio do conhecimento científico, estabelecer relações; identificar regularidades, invariantes e transformações.

·         Selecionar e utilizar instrumentos de medição e de cálculo, representar dados e utilizar escalas, fazer estimativas, elaborar hipóteses e interpretar resultados.

·         Reconhecer, utilizar, interpretar e propor modelos explicativos para fenômenos ou sistemas naturais ou tecnológicos.

·         Articular, integrar e sistematizar fenômenos e teorias dentro de uma ciência, entre as várias ciências e áreas de conhecimento.

·         Compreender o conhecimento científico e o tecnológico como resultados de uma construção humana, inseridos em um processo histórico e social.

·         Compreender a ciência e a tecnologia como partes integrantes da cultura humana contemporânea.

·         Reconhecer e avaliar o desenvolvimento tecnológico contemporâneo, suas relações com as ciências, seu papel na vida humana, sua presença no mundo cotidiano e seus impactos na vida social.

·         Reconhecer e avaliar o caráter ético do conhecimento científico e tecnológico e utilizar esses conhecimentos no exercício da cidadania.

Metodologia de trabalho

O trabalho pedagógico será desenvolvido de várias formas conforme as particularidades de cada atividade, os recursos disponíveis no momento de sua execução e a conveniência momentânea tendo em vista o aluno como elemento central da atividade.

Assim, as atividades poderão contar com um ou mais dos recursos a seguir:

·         Aulas expositivas.

·         Discussões em grupo.

·         Demonstrações e atividades práticas em sala de aula.

·         Atividades no blog (formandoscomfilomena.blogspot.com) com textos fornecidos pelo professor.

·         Apresentação de trabalhos produzidos pelos estudantes com obra e vida de algumas personalidades da ciência. Como estímulo a produção será ofertado à possibilidade de apresentação utilizando: cordel, repente, hap e outras formas alternativas.  

·         Atividades individuais de fixação e treinamento.

·         Pesquisa e discussão de textos, vídeos e outros materiais utilizando várias mídias e, inclusive, computadores e Internet.

 Recursos Didáticos

            Atualmente a escola dispõe de giz, lousa, biblioteca, TV, videocassete, laboratório de informática com equipamento de data-show (projetor). Embora a escola não disponha de laboratório de biologia, foi disponibilizado um armário onde os professores da área de ciências biológicas estarão guardando o pouco equipamento disponível e futuros materiais de coletas realizados por professores e alunos.

Conteúdo

O conteúdo programático da segunda série do Ensino Médio seguirá os temas norteadores sugeridos pelos PCN+ e agrupados conforme se segue:

1º BIMESTRE (eletrostática)

Modelos atômicos

Princípios da eletrostática

Carga elétrica

Eletrização

Indução e polarização

Condutores e isolantes

Eletroscópios

Lei de Du Fay

Lei de Coulomb

·         Conceito de Campo elétrico

·         Campo elétrico criado por cargas pontuais

·         Linhas de forças

·         Comportamento de um condutor eletrizado

2º BIMESTRE (eletrodinâmica)

·         Circuito elétrico e resistores

·         Intensidade da corrente elétrica média

·         Potência 

·         Tensão elétrica

·         Introdução

·         1ª Lei de Ohm

·         2ª Lei de Ohm

·         Energia elétrica (calcular o consumo de energia kWh)

·         Associação de resistores

·         Resistores em série

·         Resistores em paralelo

·         Medidores elétricos

·         Capacitores

·         Fusíveis e disjuntores

·         Circuitos elétricos

3º BIMESTRE (eletrodinâmica)

·         Geradores elétricos

·         Introdução aos geradores elétricos

·         Equação geral dos geradores

·         Curva característica do gerador

·         Corrente de curto circuito

·         Associação de Geradores

·         Circuito Gerador- resistor

·         Potência e rendimento de um gerador

·         Circuitos elétricos com geradores reais

·         Receptores elétricos

·         Potência e energia elétrica

·         Potência dissipada no resistor

·         Lei de Ohm-Pouillet

·         Associação de geradores

·         Equação geral dos receptores

·         Curva característica dos receptores

·         Potência e rendimento de um receptor

·         Circuito: Gerador, receptor e resistor

·         Amperímetro e voltímetro

4º BIMESTRE (eletromagnetismo)

·         Força magnética

·         Fontes de campo magnético

·         Campo Elétrico

·         A definição de B

·         Linhas de Força

·         Efeito das pontas e Blindagem Eletrostática

·         Experimento: Gaiola de Faraday

·         Condutores em Equilíbrio

·         Força magnética sobre uma corrente elétrica.

·         Torque sobre uma espira de corrente elétrica.

·         O efeito Hall.

·         Polos e dipolos.

·         A Lei de Gauss do magnetismo.

·         O magnetismo da Terra.

·         Paramagnetismo.

·         Diamagnetismo.

·         Ferromagnetismo.

·         Magnetismo nuclear

·         Efeito fotoelétrico

·         Dualidade onda-partícula

·         Radioatividade

·         Introdução à teoria da Relatividade

·         Transformação de coordenadas

·         Relatividade geral

Os conteúdos prioritariamente trabalhados nesta série e nos temas norteadores selecionados para ela são:

·         A energia: transferência e transformação de energia; as diferentes “formas” de energia e o princípio da conservação.

·         A energia mecânica: trabalho de uma força; energia cinética e potencial; teoremas de conservação e conservação da energia mecânica.

·         A energia térmica e sua importância no mundo atual; os diferentes estados térmicos, suas mudanças e implicações na biosfera.

·         As máquinas térmicas e os princípios fundamentais da termodinâmica.

·         Óptica básica: os fenômenos luminosos no nosso quotidiano; aplicações tecnológicas; óptica da visão.

·         Física moderna: a dualidade onda-partícula e os fenômenos luminosos e ondulatórios.

·         Fenômenos ondulatórios: a transmissão de informações e energia por meio de ondas; a tecnologia da informação.

Critérios e formas de avaliação

         Se o ato de ensinar e aprender, consiste na realização em mudanças e aquisições de comportamentos motores, cognitivos, afetivos e sociais, o ato de avaliar consiste em verificar se eles estão sendo realmente atingidos e em que grau se dá essa consecução, para ajudar o aluno a avançar na aprendizagem e na construção do seu saber. Acompanhar o processo de aprendizagem através de síntese, que devem representar não só o registro do grau de domínio dos conhecimentos, mas também incorporar a participação dos alunos nas atividades propostas e o trabalho pelos alunos como participantes de um grupo.

         Nessa perspectiva, a avaliação assume um sentido orientador e cooperativo, pois permite que o aluno tome consciência de seus avanços e dificuldades, para continuar progredindo na construção do conhecimento.

        No final de cada bimestre indicamos o rendimento do aluno, relacionada à aprendizagem do conteúdo científico e um conceito qualitativo, relacionada com seu comportamento e atitudes de convivência escolar.

         Acredita-se também na idéia de que é necessário que o aluno tenha a oportunidade de refazer a atividade solicitada, se não atingido o objetivo, num primeiro momento. Não se trata da chance pela chance, mas sim para reforçar a capacidade que o aluno envolvido pode apresentar melhores resultados. Explicitar a crença no potencial de cada aluno é um caminho efetivo na construção do processo da aprendizagem.

Instrumentos de Avaliação

·         Exercícios com consulta.

·         Tarefas.

·         Pesquisas.

·         Leitura e interpretação de testos expostos no Blog da turma.   (formandocomfilomena.blogspot.com) 

·         Provas individuais.

·         Relatórios das aulas praticas

·         Trabalhos com obra e vida dos principais Físicos relacionados ao conteúdo trabalhado.

FICHA DE AVALIAÇÃO

BIMESTRE
AVALIAÇÃO	PONTOS
A.      Prova
B.      Obra e vida
C.      Blog
TOTAL

OBRA E VIDA
PERSONALIDADE	TRABALHO
1.    Charles A. de Coulomb
2.   Charles du Fay
3.    Stephen Gray
James Clerk Maxwell
5.    Thomas Edison
6.    Nicola Teslan
7.    Albert Einstein
8.    Stephen  Hawking

Critérios de Avaliação

• Participação nas discussões do conteúdo trabalhado em sala
• Comprometimento com as tarefas assumidas
• Frequência e assiduidade
• Interesse na execução de trabalhos e tarefas em grupo
• Assimilação do conteúdo trabalhado

Bibliografia Básica

ALONSO, M., FINN, J. E. Física - Um curso universitário. São Paulo. Editora Edgard Blücher. 1972.

ANTONIO, J. C. et al. Coleção novo ensino médio - Física. Campinas. Ed. Companhia da Escola. 2002.

________. Coleção vestibular 1. Campinas.. Ed. Companhia da Escola. 2002.

BRASIL. Câmara de Educação Básica do Conselho Nacional de Educação. Diretrizes Curriculares Nacionais para o Ensino Médio. (DCNEM). 1999a.

________. Secretaria de Educação Média e Tecnológica. Parâmetros Curriculares Nacionais: Ensino Médio. MEC/SENTEC. Brasília - MEC. 1999b.

________. Secretaria de Educação Média e Tecnológica. PCNs+ Ensino Médio: orientações educacionais complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais. Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias. Brasília - MEC/SENTEC. 2002.

CANIATO, R. O céu - Projeto brasileiro para o ensino de física. Campinas. Fundação Tropical de Pesquisas e Tecnologia. 1978. 1v.

MARTINS, R. de A. O universo - teorias sobre sua origem e evolução. São Paulo. Editora Moderna. 1994.

PERELMAN, Y. I. Física recreativa. Moscou. Foreign Languages Publishing House. 1936.

________. Astronomia recreativa. Moscou. Foreign Languages Publishing House. 1936.

________. Sabes Física? Moscou. Foreign Languages Publishing House. 1936.

________. Problemas e experimentos recreativos. Moscou. Foreign Languages Publishing House. 1936.