ATIVIDADES PRÁTICAS
SUPERVISIONADAS
Engenharia da Computação
4ª. Série
Física III
A atividade prática supervisionada (ATPS...
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COMPETÊNCIAS E HABILIDADES
Ao conclui...
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O desafio será dimensionar um...
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  1. 1. ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS Engenharia da Computação 4ª. Série Física III A atividade prática supervisionada (ATPS) é um procedimento metodológico de ensino-aprendizagem desenvolvido por meio de um conjunto de etapas 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 diferentes 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 práticos relativos à profissão.  Direcionar o estudante para a busca do raciocínio crítico e a emancipação intelectual. Para atingir estes objetivos a ATPS propõe um desafio e indica os passos a serem percorridos ao longo do semestre para a sua solução. A sua participação nesta proposta é essencial para que adquira as competências e habilidades requeridas na sua atuação profissional. Aproveite esta oportunidade de estudar e aprender com desafios da vida profissional. AUTORIA: Mauro Vanderlei de Amorim Faculdade Anhanguera de Jundiaí
  2. 2. Engenharia Computação – 4ª Série – Física III Mauro Vanderlei de Amorim Pág. 2 de 10 COMPETÊNCIAS E HABILIDADES Ao concluir as etapas propostas neste desafio, você terá desenvolvido as competências e habilidades que constam, nas Diretrizes Curriculares Nacionais, 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. 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 e-mails 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 ABNT1, 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;  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. 1 Consulte o Manual para Elaboração de Trabalhos Acadêmicos. Unianhanguera. Disponível em: <http://www.unianhanguera.edu.br/anhanguera/bibliotecas/normas_bibliograficas/index.html>.
  3. 3. Engenharia Computação – 4ª Série – Física III Mauro Vanderlei de Amorim Pág. 3 de 10 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. 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. Objetivo do Desafio Projetar e dimensionar a distribuição da potência e da energia elétrica de uma rede de distribuição até a casa do consumidor. ETAPA 1 (tempo para realização: 1 horas)  Aula-tema: Campo Elétrico. Esta etapa é importante para que você aprenda a identificar a grandeza fundamental da eletrostática que é a carga elétrica. As atividades abaixo deverão ser realizadas individualmente. Para realizá-la, é importante seguir os passos descritos. Figura 1 – Charles Augustin de Colomb PASSOS Passo 1 (Equipe) Ler 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. 4. Engenharia Computação – 4ª Série – Física III Mauro Vanderlei de Amorim Pág. 4 de 10 Figura 2 – Pararaios 2. Descrever 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) Considerar o ambiente elétrico do planeta e que podemos estimar uma carga negativa no planeta terra de aproximadamente - 500.000 C. Em seguida, calcular o número de elétrons nessa situação. Figura 4 – Planeta Terra Passo 3 (Equipe) Calcular a força elétrica entre dois corpos puntiformes de mesma carga - 5X10-6 C e separados por uma distância de 10 km. Admitir que o meio entre eles seja o vácuo.
  5. 5. Engenharia Computação – 4ª Série – Física III Mauro Vanderlei de Amorim Pág. 5 de 10 ETAPA 2 (tempo para realização: 2 horas)  Aula-tema: Campo Elétrico. Esta atividade, que deve ser feita individualmente, é importante para você fixar os conceitos de campo elétrico e força elétrica relacionando com os fenômenos cotidianos. Para realizá-la, é fundamental seguir os passos descritos. PASSOS Passo 1 (Equipe) Considerar que a carga distribuída no planeta terra é de aproximadamente - 500.000 C e considerando o planeta como uma partícula, calcular o campo elétrico a uma distância de 15m. Adotar o meio como sendo o vácuo. Passo 2 (Equipe) Verificar a figura apresentada a seguir. Representar 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 3 (tempo para realização: 1 horas)  Aula-tema: Lei de Gauss. 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. Para realizá-la, é fundamental seguir os passos descritos.
  6. 6. Engenharia Computação – 4ª Série – Física III Mauro Vanderlei de Amorim Pág. 6 de 10 Figura 6 – Johan Karl Friederich Gauss PASSOS Passo 1 (Equipe) Calcular 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 104 V/m. Figura 7 – Fio carregado Passo 2 (Equipe) Calcular 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 105 C. ETAPA 4 (tempo para realização: 2 horas)  Aula-tema: Potencial Elétrico. Esta atividade 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.
  7. 7. Engenharia Computação – 4ª Série – Física III Mauro Vanderlei de Amorim Pág. 7 de 10 PASSOS Passo 1 (Equipe) Determinar 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 2 (Equipe) Considerar um próton é liberado de repouso em um campo elétrico uniforme de 9,0 x 104 V/m dirigido ao longo do eixo x positivo e orientado da placa positiva para a negativa. Considerar que o deslocamento foi de 0,3 m na direção do campo elétrico. Em seguida, calcular a variação no potencial elétrico no deslocamento de 0,3 m. Figura 8 – Eixo ETAPA 5 (tempo para realização: 1 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. Figura 9 – Capacitores
  8. 8. Engenharia Computação – 4ª Série – Física III Mauro Vanderlei de Amorim Pág. 8 de 10 PASSOS Passo 1 (Aluno) Ler 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) Determinar 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) Calcular 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. Figura 11 – Capacitor de placas ETAPA 6 (tempo para realização: 1 horas)  Aula-tema: Corrente e resistência. 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. Para realizá-la, é fundamental seguir os passos descritos.
  9. 9. Engenharia Computação – 4ª Série – Física III Mauro Vanderlei de Amorim Pág. 9 de 10 Figura 12 – Georg Simon Ohm PASSOS Passo 1 (Equipe) Considerar um fio de cobre possui seção reta com área A = 6,4 x 10-7 m2 e diâmetro igual a 1,0 mm, quando submetido a uma diferença de potencial acaba conduzindo uma corrente de intensidade 1,5 A. (Consultar numa tabela a resistividade do cobre). Em seguida, calcular o módulo do campo elétrico no fio. Passo 2 (Equipe) Calcular a diferença de potencial entre dois pontos do fio considerando uma distância entre os pontos de 40 cm. Passo 3 (Equipe) Determinar a resistência do fio admitindo que seu comprimento total seja de 32m. ETAPA 7 (tempo para realização: 2 horas)  Aula-tema: Circuitos. 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.
  10. 10. Engenharia Computação – 4ª Série – Física III Mauro Vanderlei de Amorim Pág. 10 de 10 PASSOS Passo 1 (Equipe) Fazer as atividades descritas a seguir. 1. Identificar pelo menos dois fios do circuito, indicando qual deles está com tensão e qual é o neutro. 2. Indicar no seu diagrama a posição do fusível principal ou disjuntor, bem como a corrente elétrica máxima permitida. 3. Calcular a potência total recebida na casa em função da tensão e do valor máximo de corrente permitido pelo fusível ou disjuntor. Passo 2 (Equipe) Fazer as atividades descritas a seguir. 1. Representar pelo menos cinco lâmpadas no seu circuito elétrico e numa tabela, indique os valores das potências nominais das lâmpadas. 2. Representar no seu circuito pelo menos oito tomadas. 3. Simular 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 3 (Equipe) Fazer as atividades descritas a seguir. 1. Calcular 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. Consultar o custo do kWh em reais a ser pago. 3. Calcular o custo dessa energia consumida em 30 dias. Passo 4 (Equipe) Organizar todo conteúdo deste desafio em um documento, livre de formatação, e entregar para o professor. Livro Texto da Disciplina HALLIDAY, David; RESNICK, Robert. Física II. 1ª ed. Rio de Janeiro: LTC, 2009.

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