4. Equipamentos elétricos e telecomunicações

  1. Aparelhos elétricos
  • Em aparelhos e dispositivos elétricos residenciais, identificar seus diferentes usos e o significado das informações fornecidas pelos fabricantes sobre suas características (voltagem, freqüência, potência etc.).
  • Relacionar essas informações a propriedades e modelos físicos, visando explicar seu funcionamento e dimensionar circuitos simples para sua utilização.
  • Compreender o significado das redes de 110V e 220V, calibre de fios, disjuntores e fios-terra para analisar o funcionamento de instalações elétricas domiciliares e utilizar manuais de instrução de aparelhos elétricos, para conhecer procedimentos adequados a sua instalação, utilização segura ou precauções em seu uso.
  • Dimensionar o custo do consumo de energia em uma residência ou outra instalação, propondo alternativas seguras para a economia de energia.
  1. Motores elétricos
  • Compreender fenômenos magnéticos para explicar, por exemplo, o magnetismo terrestre, o campo magnético de um ímã, a magnetização de materiais ferromagnéticos ou a inseparabilidade dos pólos magnéticos.
  • Reconhecer a relação entre fenômenos magnéticos e elétricos, para explicar o funcionamento de motores elétricos e seus componentes, interações envolvendo bobinas e transformações de energia.
  • Conhecer critérios que orientem a utilização de aparelhos elétricos como, por exemplo, especificações do Inmetro, gastos de energia, eficiência, riscos e cuidados, direitos do consumidor etc.
  1. Geradores
  • Em sistemas que geram energia elétrica, como pilhas, baterias, dínamos, geradores ou usinas, identificar semelhanças e diferenças entre os diversos processos físicos envolvidos e suas implicações práticas.
  • Compreender o funcionamento de pilhas e baterias, incluindo constituição material, processos químicos e transformações de energia, para seu uso e descarte adequados.
  • Compreender o funcionamento de diferentes geradores para explicar a produção de energia em hidrelétricas, termelétricas etc. Utilizar esses elementos na discussão dos problemas associados desde a transmissão de energia até sua utilização residencial.
  1. Emissores e receptores
  • Identificar a função de dispositivos como capacitores, indutores e transformadores para analisar suas diferentes formas de utilização.
  • Compreender o funcionamento de circuitos oscilantes e o papel das antenas para explicar a modulação, emissão e recepção de ondas portadoras como no radar, rádio, televisão ou telefonia celular.
  • Avaliar o impacto dos usos da eletricidade sobre a vida econômica e social.

5. Matéria e radiação

  1. Matéria e suas propriedades
  • Utilizar os modelos atômicos propostos para a constituição da matéria para explicar 78 diferentes propriedades dos materiais (térmicas, elétricas, magnéticas etc.).
  • Relacionar os modelos de organização dos átomos e moléculas na constituição da matéria às características macroscópicas observáveis em cristais, cristais líquidos, polímeros, novos materiais etc.
  • Compreender a constituição e organização da matéria viva e suas especificidades, relacionando-as aos modelos físicos estudados.
  1. Radiações e suas interações
  • Identificar diferentes tipos de radiações presentes na vida cotidiana, reconhecendo sua sistematização no espectro eletromagnético (das ondas de rádio aos raios gama) e sua utilização através das tecnologias a elas associadas (radar, rádio, forno de microondas, tomografia etc.).
  • Compreender os processos de interação das radiações com meios materiais para explicar os fenômenos envolvidos em, por exemplo, fotocélulas, emissão e transmissão de luz, telas de monitores, radiografias.
  • Avaliar efeitos biológicos e ambientais do uso de radiações não-ionizantes em situações do cotidiano.
  1. Energia nuclear e radioatividade
  • Compreender as transformações nucleares que dão origem à radioatividade para reconhecer sua presença na natureza e em sistemas tecnológicos.
  • Conhecer a natureza das interações e a dimensão da energia envolvida nas transformações nucleares para explicar seu uso em, por exemplo, usinas nucleares, indústria, agricultura ou medicina.
  • Avaliar os efeitos biológicos e ambientais, assim como medidas de proteção, da radioatividade e radiações ionizantes.
  1. Eletrônica e informática
  • Identificar a presença de componentes eletrônicos, como semicondutores, e suas propriedades nos equipamentos contemporâneos.
  • Identificar elementos básicos da microeletrônica para compreender o processamento de informação (processadores, microcomputadores etc.), redes de informática e sistemas de automação.
  • Acompanhar e avaliar o impacto social e econômico da automação e informatização na vida contemporânea.

Objetivos Complementares da Disciplina

Eletromagnetismo: Carga, corrente elétrica, campo e ondas eletromagnéticas, Força eletromagnética, Equações de Maxwell (Lei de Gauss para eletrostática/Lei de Coulomb, Lei de Ampère, Lei de Gauss Magnética, Lei de Faraday)

  1. Compreenda a onda como uma perturbação no tempo e no espaço que transporta energia sem transporte de matéria.
  2. Diferencie a natureza mecânica ou eletromagnética das ondas, relacionando com os fenômenos ondulatórios, como por exemplo, a luz e o som.
  3. Compreenda e explore os fenômenos de refração, difração e interferência, dentre outros, demonstrando conhecer as características ondulatórias das grandezas físicas, como comprimento de onda, velocidade, período, frequência e amplitude, bem como suas unidades de medida.
  4. Compreenda os modelos concebidos para o átomo como uma possibilidade de interpretação da natureza da matéria, tendo em vista a ciência como um processo histórico e em construção e como uma tentativa humana de representação e entendimento da realidade em diferentes momentos históricos, concebendo o átomo como divisível e não como o constituinte elementar da matéria.
  5. Compreenda a estrutura da matéria em termos de partículas elementares, identificando o que e quais são essas partículas e classificando-as segundo seus atributos físicos, por exemplo, carga, massa e spin.
  6. Compreenda o modelo padrão como uma “teoria construída” na busca por uma unificação das interações fundamentais que supõe a existência de simetrias (por exemplo, partículas e antipartículas), porém ainda em construção.
  7. Apreenda as interações fundamentais: gravitacional, eletromagnética, forte (nuclear ou hadrônico) e fraca, buscando estabelecer relações entre elas e entendendo-as como uma busca teórica na unificação das forças fundamentais da natureza.
  8. Identifique os objetos e domínios de cada interação fundamental – por exemplo, a interação gravitacional, cujos objetos podem ser planetas, satélites e outros corpos celestes e o domínio, o campo de força gravitacional.
  9. Quantifique as forças relacionadas às interações fundamentais, demonstrando capacidade em comparar e encontrar características em comum e distintas, bem como efetuar cálculos de cada uma dessas forças.
  10. Compreenda que as interações entre os corpos ocorrem através das mediações dos respectivos campos de forças, como os campos gravitacional e eletromagnético.
  11. Compreenda as ideias, definições, leis e conceitos que fundamentam a teoria eletromagnética, concebendo a carga elétrica como um conceito central e as leis de Maxwell como um conjunto teórico que possibilita explicar os fenômenos eletromagnéticos.
  12. Reconheça a inseparabilidade entre carga e campo, entendendo o conceito de campo como uma entidade física mediadora da interação entre as cargas, e que a carga tanto cria como sente o campo de outra carga.
  13. Compreenda que o campo elétrico gerado por uma carga modifica as propriedades elétricas do espaço em torno da carga.
  14. Compreenda o modelo teórico da corrente elétrica a partir da ação do campo sobre as cargas, relacionando-a com a quantização da carga e as propriedades elétricas dos materiais, como a condutividade e a resistividade elétrica.
  15. Compreenda que as interações eletromagnéticas contribuem para a coesão dos sólidos e interferem nas propriedades dos gases e dos líquidos como a viscosidade e a tensão superficial.
  16. Compreenda que as ondas eletromagnéticas podem ser geradas, por exemplo, por um campo elétrico variável, e que este é devido à oscilação de cargas elétricas.
  17. Diferencie o campo elétrico do magnético, percebendo a inexistência de cargas ou monopolos magnéticos e a origem da força de Lorentz, ou seja, uma força resultante da soma vetorial da força elétrica e magnética que atuam sobre uma carga em movimento .
  18. Explique os circuitos elétricos a partir do corpo de conhecimento do eletromagnetismo sobre fontes, condutores, indutores etc., identificando os elementos constituintes do circuito.
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