ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS

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1 ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS 3ª Série Física II Engenharia Civil A atividade prática supervisionada (ATPS) é um método de ensino-aprendizagem desenvolvido por meio de um conjunto de atividades programadas e supervisionadas e que tem por objetivos: Favorecer a aprendizagem. Estimular a corresponsabilidade do aluno pelo aprendizado eficiente e eficaz. Promover o estudo, a convivência e o trabalho em grupo. Desenvolver os estudos independentes, sistemáticos e o autoaprendizado. Oferecer diferenciados ambientes de aprendizagem. Auxiliar no desenvolvimento das competências requeridas pelas Diretrizes Curriculares Nacionais dos Cursos de Graduação. Promover a aplicação da teoria e conceitos para a solução de problemas relativos à profissão. Direcionar o estudante para a emancipação intelectual. Para atingir estes objetivos, as atividades foram organizadas na forma de um desafio, que será solucionado por etapas ao longo do semestre letivo. Participar ativamente deste desafio é essencial para o desenvolvimento das competências e habilidades requeridas na sua atuação no mercado de trabalho. Aproveite esta oportunidade de estudar e aprender com desafios da vida profissional. AUTORIA: Faculdade Anhanguera de Jundiaí

2 Pág. 2 de 9 COMPETÊNCIAS E HABILIDADES Ao concluir as etapas propostas neste desafio, você terá desenvolvido as competências e habilidades descritas a seguir: Aplicar conhecimentos matemáticos, científicos, tecnológicos e instrumentais à engenharia; Comunicar-se eficientemente nas formas escrita, oral e gráfica; Avaliar o impacto das atividades da engenharia no contexto social e ambiental; Atuar em equipes multidisciplinares. DESAFIO O desafio será dimensionar um circuito elétrico residencial submetido a uma diferença de potencial de 110 V. A equipe irá entender, projetar e dimensionar a distribuição da potência e da energia elétrica da rede de distribuição até a casa do consumidor. Objetivo do desafio Esse desafio é importante para que os alunos compreendam a importância dos conceitos físicos envolvidos no curso e apresentem um projeto simplificado de instalação residencial ressaltando sempre a segurança, funcionalidade, capacidade de reserva e flexibilidade. Produção Acadêmica Relatório de todas as etapas e passos realizados. Relatório final com o memorial descritivo dos cálculos realizados nas etapas. Participação Para a elaboração desta atividade, os alunos deverão previamente organizar-se em equipes de participantes (com o número definido pelo professor) e entregar seus nomes, RAs e s ao professor da disciplina. Essas equipes serão mantidas durante todas as etapas. Padronização O material escrito solicitado nesta atividade deve ser produzido de acordo com as normas da ABNT 1, com o seguinte padrão: em papel branco, formato A4; com margens esquerda e superior de 3cm, direita e inferior de 2cm; fonte Times New Roman tamanho 12, cor preta; 1 Consulte o Manual para Elaboração de Trabalhos Acadêmicos. Unianhanguera. Disponível em: <

3 Pág. 3 de 9 espaçamento de 1,5 entre linhas; se houver citações com mais de três linhas, devem ser em fonte tamanho 10, com um recuo de 4cm da margem esquerda e espaçamento simples entre linhas; com capa, contendo: nome de sua Unidade de Ensino, Curso e Disciplina; nome e RA de cada participante; título da atividade; nome do professor da disciplina; cidade e data da entrega, apresentação ou publicação. ETAPA 1 (tempo para realização: 5 horas) Aula-tema: Carga Elétrica e Força Elétrica (Lei de Coulomb). Campo Elétrico. Esta etapa é importante para que você aprenda a identificar a grandeza fundamental da eletrostática que é a carga elétrica. Esta atividade também é importante para você fixar os conceitos de campo elétrico e força elétrica relacionando com os fenômenos cotidianos. Para realizá-la, é importante seguir os passos descritos. PASSOS Passo 1 (Equipe) Figura 1 Charles Augustin de Colomb Leia o texto e faça a atividade a seguir. 1. Um dos itens básicos de segurança em uma residência é a instalação de pararaios. Devido a sua geometria pontiaguda, favorece o fenômeno da indução eletrostática.

4 Pág. 4 de 9 Figura 2 Pararaios 2. Descreva como se pode carregar eletricamente um corpo por indução, observando as etapas apresentadas na figura 3 a seguir. Figura 3 Carregamento elétrico Passo 2 (Equipe) Considere o ambiente elétrico do planeta e que podemos estimar uma carga negativa no planeta terra de aproximadamente C. Em seguida, calcule o número de elétrons nessa situação. Figura 4 Planeta Terra

5 Pág. 5 de 9 Passo 3 (Equipe) Considere que a carga distribuída no planeta terra é de aproximadamente C e considerando o planeta como uma partícula, calcule o campo elétrico a uma distância de 15m. Adote o meio como sendo o vácuo. Passo 4 (Equipe) Verifique a figura apresentada a seguir. Represente nela as cargas elétricas negativas e as linhas de força do campo elétrico considerando-o como uma esfera perfeita. Figura 5 Figura para representar cargas elétricas ETAPA 2 (tempo para realização: 5 horas) Aula-tema: Lei de Gauss. Potencial Elétrico. Esta atividade é importante para que você compreenda os conceitos relacionados com a Lei de Gauss, que descreve uma relação geral entre o fluxo elétrico resultante de uma superfície fechada e a carga no interior da superfície. A Lei de Gauss é de importância fundamental no estudo dos campos eletrostáticos. Esta atividade também é importante para que você fixe o conceito de potencial elétrico, que é uma função escalar da posição e assim, descrever alguns fenômenos eletrostáticos. Para realizá-la, é fundamental seguir os passos descritos. Figura 6 Johan Karl Friederich Gauss

6 Pág. 6 de 9 PASSOS Passo 1 (Equipe) Calcule a densidade linear de cargas a uma distância de 0,5m de um fio infinito carregado que apresenta ao seu redor, um campo elétrico de 7,5 x 10 4 V/m. Figura 7 Fio carregado Passo 2 (Equipe) Calcule a densidade superficial média de carga sobre a superfície da Terra, considerando o planeta como uma esfera e a carga distribuída de aproximadamente 5 x 10 5 C. Passo 3 (Equipe) Determine a diferença de potencial entre a cabeça e os pés de uma pessoa de 1,70m, sabendo que o campo elétrico médio em torno do planeta terra é de 100 V/m. Passo 4 (Equipe) Considere um próton é liberado de repouso em um campo elétrico uniforme de 9,0 x 10 4 V/m dirigido ao longo do eixo x positivo e orientado da placa positiva para a negativa. Considere que o deslocamento foi de 0,3 m na direção do campo elétrico. Em seguida, calcule a variação no potencial elétrico no deslocamento de 0,3 m. Figura 8 Eixo

7 Pág. 7 de 9 ETAPA 3 (tempo para realização: 5 horas) Aula-tema: Capacitância. Esta atividade é importante para que você compreenda a importância do capacitor, cuja função é de armazenar energia elétrica. Para realizá-la, é fundamental seguir os passos descritos. PASSOS Passo 1 (Equipe) Figura 9 Capacitores Leia no capítulo 5 do livro-texto na seção 5-5, o tema energia armazenada em um campo Elétrico. Figura 10 O desfibrilador Passo 2 (Equipe) Determine a energia armazenada no capacitor de um desfibrilador, cuja capacidade é de 50µF e submetido a uma diferença de potencial de 7500 V. Passo 3 (Equipe) Calcule a capacitância para um capacitor de placas planas quadradas e paralelas, separadas de 2,0 mm com 5,0 cm de lado onde o meio entre elas é o vácuo.

8 Pág. 8 de 9 Figura 11 Capacitor de placas ETAPA 4 (tempo para realização: 5 horas) Aula-tema: Corrente e resistência. Circuitos. Esta atividade é importante para que você compreenda as propriedades de resistência elétrica, diferença de potencial e campo elétrico estudadas nas etapas anteriores e agora aplicadas a um fio onde você irá aplicar as leis de ohm. Os grupos irão fazer um diagrama esquemático, ilustrando uma parte da rede elétrica de fios de uma casa e apresentar sob forma de relatório ao seu professor. Devem mostrar de maneira clara, através de um diagrama seus cálculos. Deverão, ainda, organizar uma tabela indicando os elementos do circuito e suas especificações técnicas, tais como diferença de potencial, corrente elétrica e resistência elétrica. Esta atividade é importante para você entender a distribuição de potências em uma residência e o consumo de energia elétrica. Para realizá-la, é fundamental seguir os passos descritos. PASSOS Passo 1 (Equipe) Figura 12 Georg Simon Ohm Considere um fio de cobre possui seção reta com área A = 6,4 x 10-7 m 2 e diâmetro igual a 1,0 mm, quando submetido a uma diferença de potencial acaba conduzindo uma corrente de intensidade 1,5 A. (Consulte numa tabela a resistividade do cobre). Em seguida, calcule o módulo do campo elétrico no fio.

9 Pág. 9 de 9 Passo 2 (Equipe) Faça as atividades descritas a seguir. 1. Identifique pelo menos dois fios do circuito, indicando qual deles está com tensão e qual é o neutro. 2. Indique no seu diagrama a posição do fusível principal ou disjuntor, bem como a corrente elétrica máxima permitida. 3. Calcule a potência total recebida na casa em função da tensão e do valor máximo de corrente permitido pelo fusível ou disjuntor. Passo 3 (Equipe) Faça as atividades descritas a seguir. 1. Represente pelo menos cinco lâmpadas no seu circuito elétrico e numa tabela, indique os valores das potências nominais das lâmpadas. 2. Represente no seu circuito pelo menos oito tomadas. 3. Simule a instalação de aparelhos elétricos em pelo menos quatro tomadas, indicando as potências dos aparelhos, diferença de potencial e a corrente que passa por ele. Passo 4 (Equipe) Faça as atividades descritas a seguir. 1. Calcule o consumo de energia elétrica em kwh do seu circuito, mostrando quais aparelhos estão ligados e quais lâmpadas ficaram acesas, simulando um tempo de funcionamento por dia e mensal (30 dias). 2. Consulte o custo do kwh em reais a ser pago. 3. Calcule o custo dessa energia consumida em 30 dias. Organize todo conteúdo deste desafio em um documento, livre de formatação, e entregue para o professor.