Panorama do Conhecimento Físico: Semestre 2014-1

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Panorama do Conhecimento Físico

Carga Horária

90 horas (54 teóricas + 36 práticas)

Objetivos

Adquirir uma visão panorâmica das principais áreas da Física, permitindo a contextualização conceitual e histórica deste ramo do conhecimento e contribuindo para uma primeira aproximação dos conteúdos a serem aprendidos ao longo do curso de Física.

Ementa

Panorama geral das principais áreas da Física e do seu surgimento histórico numa abordagem conceitual: A Mecânica, a Termodinâmica, a Óptica, o Eletromagnetismo, a Cosmologia, a Física Moderna e Contemporânea e suas mais recentes aplicações tecnológicas. As relações da Física com outras áreas do conhecimento.


Bibliografia Básica

  • TREFIL, J.; HAZEN, R.M. Física Viva: Uma Introdução à Física Conceitual. (3 volumes). Rio de Janeiro: LTC, 2006.
  • HEWITT, Paul G. Física Conceitual. 11ª ed. Bookman, 2011.
  • BREITHAUPT, Jin. Física. 3ª ed. LTC, 2012.
  • FEYNMAN, Richard; LEIGHTON, Robert B.; SANDS, Mathew. Lições de Física (3 volumes). Bookman, 2008.
  • BEN-DOV, Yoav. Convite à Física. Jorge Zahar, 1996.


Bibliografia Complementar

  • MENEZES, Luiz Carlos. A Matéria: uma aventura do espírito. SP: Ed. Livraria da Física, 2005.
  • FEYNMAN, Richard. Sobre as Leis da Física. Editora Contraponto, 2012.
  • MARTINS, Roberto de Andrade. O Universo: Teorias sobre sua Origem e Evolução. São Paulo: Ed. Livraria da Física, 2012.
  • CARUSO, Francisco; OGURI, Victor; SANTORO, Alberto. O que são Quarks, Gluons, Bóson de Higgs, Buracos Negros e outras coisas estranhas? SP: Editora Livraria da Física, 2012.
  • HORVATH, J.; LUGONES, G.; PORTO, M.; SCARANO, S.; TEIXEIRA, R. C. Cosmologia Física: do micro ao macro cosmos e vice-versa. 2ª ed. SP: Ed. Livraria da Física, 2011.
  • NELSON, Philip. Física Biológica. Guanabara Koogan, 2006.
  • DURAN, J.E.R. Biofísica: Conceitos e aplicações. (2ª ed.). Pearson, 2011.
  • PRIGOGINE, Ilya. As leis do caos. São Paulo: Editora da Unesp, 2002.
  • GALVÃO, Ernesto F. O que é Computação Quântica. Vieira & Lent, 2007.
  • MARQUES, Gil da Costa. Do que tudo é feito? São Paulo: Edusp, 2011.


Materiais de Apoio


Semestre 2014-1


Professor: Henri Leboeuf (henri.leboeuf@ifpr.edu.br)
Encontros: 2a feira: 13h20-15h20 / 4a feira: 14h20-15h20 / 5a feira: 13h20-15h20 (Turma A) e 15h40-17h40 (Turma B) - 5 aulas/semana
Atendimento paralelo: 3a feira - 10h-12h (Laboratório de Física)

Diários de Aula

10/fev - Abertura do Curso

  • Apresentação do IFPR (Direção Geral, Direção de Ensino e Direção Administrativa)
  • Apresentação do curso de Licenciatura em Física (Coordenação do Curso)
  • Visita às instalações do Campus Foz do Iguaçu

12/fev - Introdução ao Panorama do Conhecimento Físico

  • Apresentação do plano de ensino
  • Física Clássica e Física Moderna

13/fev - Mapas Conceituais

  • Aula Prática: Laboratório de Informática
    • Mapas Conceituais (MC):
      • Introdução aos MCs e seus usos
      • Apresentação do software CMapTools
      • Elaboração de mapas conceituais de temas diversos

17/fev - Mecânica: O Movimento da Terra

  • Questão Geradora: A Terra se move?
    • Discussões em pequenos grupos
    • Debate com toda a turma
    • Galileo: Inércia e o movimento da Terra
    • Foucault e a demonstração da rotação da Terra
    • Exibição de vídeo sobre a História do Pêndulo de Foucault:

19/fev - Mecânica: A Síntese Newtoniana

  • As Leis do Movimento
  • Conceitos essenciais: Inércia, Força e massa

20/fev - Mapas Conceituais

  • Aula Prática: Laboratório de Informática
    • Construção de Mapas Conceituais
    • Ferramentas do CMapTools:
      • MCs Interconectados
      • Servidores Públicos
      • Inserção de imagens
      • Links com páginas da Internet

24/fev - Mecânica: A Síntese Newtoniana

  • Relação entre força e movimento
  • Teste: Força e Movimento
  • Debate: Ideias intuitivas, história da ciência e a síntese newtoniana (contra-intuitiva)

26/fev - Mecânica: A Síntese Newtoniana

  • Debate (continuação): Ideias intuitivas, história da ciência e a síntese newtoniana (contra-intuitiva)

27/fev - Mecânica: Forças mais Comuns

  • Aula Prática: Em sala de aula
    • Desafio: medindo forças com as mãos (diferença entre força e pressão)
    • Funcionamento do dinamômetro
    • Demonstrações experimentais das forças mais comuns na Mecânica:
      • Peso, Normal, Atrito, Tensão, Resistência do Ar e Empuxo

06/mar - Mecânica: Equilíbrio de Forças

  • Aula Prática: Em sala de aula
    • Laboratório: Equilíbrio de forças
    • Discussão: Natureza vetorial das forças

10/mar - Mecânica: 3a Lei, Forças e Vetores

  • 3a Lei de Newton
    • Discussão: Problema do burro e da carroça
  • Forças como grandezas Vetoriais
    • Síntese e discussão sobre o experimento realizado na aula anterior
  • Explicação sobre o 1o trabalho extra-classe

12/mar - Mecânica: Força de Tração

  • Demonstrações Experimentais: Força de tração e equilíbrio
  • Sorteio dos temas do 1o trabalho extra-classe

13/mar - Mecânica: Torque e Centro de Gravidade

  • Aula Prática:
    • Desafio experimental: Equilíbrio de uma Régua
    • Experimentos: Torque e Equilíbrio de um Corpo Rígido
    • Experimento: Centro de Gravidade do Corpo Humano

17/mar - Conservação da Energia

  • Questão Geradora: O que é energia?
    • Tipos de Energia e sua conservação

19/mar - Energia: Trabalho e Calor

  • Conceito de Trabalho
  • Conceito de Calor como energia

20/mar - Energia: Transferência de Calor

  • Aula Prática: Transferência de Calor
    • Discussão:Transferencia de calor por Condução
    • Demonstrações experimentais: Correntes de Convecção em gases e líquidos
    • Demonstração experimental: Transferência de Calor por radiação

24/mar - Conservação da Energia

  • Exibição do documentário: História da Ciência:Podemos ter Energia Ilimitada?

26/mar - Termodinâmica

  • Sistema Termodinâmico, Estado e Processo
  • 1a Lei da Termodinâmica

27/mar - Termodinâmica: Gases

  • Aula Prática: Pressão nos gases
    • Questão geradora: "O vácuo puxa?"
    • Desafios e experimentos: pressão do ar
    • Introdução ao modelo cinético dos gases

31/mar - Termodinâmica

  • Simulação: Modelo cinético dos gases
  • 2a Lei da Termodinâmica: Entropia

02/abr - Termodinâmica

  • Mudança de fases
    • Capacidade Térmica, Calor específico e Calor latente

03/abr - Mapas Conceituais

  • Laboratório de Informática:
    • Construção de mapas conceituais relativos ao trabalho 1
    • Acesso ao servidor de mapas conceituais do IFPR - Foz

07/abr - Termodinâmica

  • Texto: "Como a água faz circular a energia na Terra"
    • Leitura e discussão do texto
    • Questões respondidas em grupo

09/abr - Termodinâmica

  • Texto: "Como a água faz circular a energia na Terra"
    • Correção da atividade
    • Distribuição da incidência solar no planeta

10/abr

  • Aula trocada com o prof. Fábio
    • Participação no I SERIA (Simpósio de Educadores Reflexivos para a Inserção da Astronomia)

14/abr

  • Aula cancelada devido a problemas elétricos no campus Foz do Iguaçu

16/abr - Oscilações e Ondas

  • Importância e introdução ao estudo das oscilações e ondas

23/abr - Ondas

  • Natureza das Ondas: Mecânicas e Eletromagnéticas
  • Direção de Propagação: Uni, bi e tridimensionais
  • Direção de Oscilação: Transversais, Longitudinais e mistas

24/abr - Ondas

  • Aula Prática: Fenômenos Ondulatórios
    • Reflexão
    • Interferência
    • Ressonância
    • Ondas Estacionárias

28/abr - Ondas

  • Características das ondas:
    • Velocidade, frequência, período, comprimento de onda, amplitude, intensidade
  • Fenômenos Ondulatórios:
    • Reflexão, interferência, ondas estacionárias e ressonância

30/abr - Ondas

  • Fenômenos Ondulatórios:
    • Refração
    • Efeito Doppler

05/mai- Ondas

  • Fenômenos Ondulatórios:
    • Difração
    • Polarização
  • Mapas Conceituais: revisão por pares

07/mai- Mapas Conceituais

  • Mapas Conceituais:
    • Revisão da estrutura de um Mapa Conceitual
    • Conceito de Conceito
    • Papel das relações entre conceitos na aprendizagem
    • Progressividade na aprendizagem de conceitos

08/mai- Mapas Conceituais

  • Aula Prática: Laboratório de Informática
    • Revisão de Mapas Conceituais

12/mai - Óptica

  • Óptica da visão humana
    • Problematização: Como enxergamos os objetos a nossa volta?
    • Ideias sobre a visão humana ao longo da história
    • Reflexão Regular e Difusa

14/mai - Óptica

  • Interação Luz-matéria: Reflexão
    • Reflexão seletiva e cores

15/mai - Óptica

  • Atividade Prática: Espelho Plano
    • Formação de imagem
    • Imagem virtual e real
    • Campo de visão
    • Relação entre o tamanho do espelho e a imagem de si mesmo no espelho

19/mai - Óptica da Visão

  • Funcionamento do olho humano
    • Lentes convergentes e formação de imagens reais e virtuais
    • Anatomia do olho e formação de imagens
    • Paralaxe, focalização de imagens
    • Visão em 3 dimensões
  • Gerador de Estereogramas on-line

20/mai - Polo Astronômico

  • Palestra sobre descoberta de anéis em Asteroide com a participação do Polo Astronômico do PTI em Foz do Iguaçu

21/mai - Óptica da Visão

  • Funcionamento do olho humano
    • Ponto objeto e ponto imagem
    • Acomodação visual
    • Ponto cego

22/mai - Óptica

  • Atividades Experimentais
    • Demonstrações:
      • Reflexão em espelhos planos e esféricos
      • Difração, convergência e divergência em lentes
      • Reflexão total e funcionamento da fibra óptica; dispersão da luz.
    • Determinação da distância focal de uma lente convergente

26/mai - Eletricidade

  • Exibição de documentário sobre a História Eletricidade (Episódio I - A Faísca):
  • Discussão sobre o filme e demonstrações experimentais de Eletrização por Atrito
  • Videos Complementares (continuação do documentário):

28/mai - Eletricidade

  • Eletrização por atrito
  • Atração e repulsão de corpos eletrizados
  • Indução (condutores) e Polarização (Isolantes)

28/mai - Eletricidade

  • Atividades Experimentais:
    • Eletroscópio de folhas
    • Eletrização por indução
    • Condução elétrica em sólidos e Efeito Joule
    • Condução elétrica em líquidos (solução iônica)

02/jun- Eletricidade

  • Discussão de conceitos fundamentais:
    • Carga elétrica
    • Corrente elétrica
    • Campo elétrico
    • Potencial e diferença de potencial elétrico
    • Questionamento: as forças mais comuns (normal, atrito, tração...) são de natureza eletromagnética?

04/jun - Semana do Meio Ambiente

  • Comemoração da semana do Meio Ambiente:
    • Plantio de muda de árvore da turma de Física
    • Palestra sobre o projeto de manejo de resíduos sólidos no Campus Foz do Iguaçu

05/jun - Eletromagnetismo

  • Aula Prática: Eletromagnetismo
    • Campo Magnético: Funcionamento de ímãs e bússolas
    • Experimento de Oersted (carga elétrica em movimento gera campo magnético)
    • Aplicações: Eletroímã, Galvanômetro e campainha

11/jun - Eletromagnetismo

  • Força magnética em carga em movimento
  • Lei de Faraday
  • Lei de Lenz
  • Demonstração Experimental: Freio magnético

16/jun - Relatividade

  • Sintese eletromagnética (Maxwell)
  • Contribuições de Einstein no início do século XX
    • Efeito Fotoelétrico, relatividade e movimento browniano
  • Relatividade Restrita
    • Postulados da Relatividade
    • Dilatação do Tempo
    • Contração do comprimento
    • Relação massa-energia

18/jun - Relatividade

  • Exercícios sobre dilatação do tempo e contração do espaço

25/jun - Nascimento da Física Quântica

26/jun - Eletromagnetismo

  • Aula Prática:
    • Força magnética sobre um condutor
    • Indução eletromagnética (Lei de Faraday)

30/jun - Física Moderna

  • Níveis de energia em um átomo
  • Absorção e emissão de fótons a partir de transições eletrônicas
  • Ondas de matéria e comprimento de onda de De Broglie

02/jul - Física Moderna

03/jul - Auto-avaliação e Avaliação da Disciplina

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