Física III

Objectivos

O objectivo das aulas teóricas é a compreensão dos conceitos e das leis da Física (Electromagnetismo), enfatizando-se o rigor na linguagem e a aplicação dos conhecimentos ao equacionamento e resolução metódica de problemas reais. O objectivo das aulas de laboratório é a aprendizagem de métodos experimentais em Física, a sistematização da recolha e tratamento de resultados experimentais e a elaboração de relatórios científicos.

Caracterização geral

Código

10411

Créditos

6.0

Professor responsável

Paulo António Martins Ferreira Ribeiro

Horas

Semanais - 4

Totais - 54

Idioma de ensino

Português

Pré-requisitos

Vontade de aprender

Bibliografia

Slides dos professores

1) Livro de texto recomendado, serve de base às aulas teóricas :

“Fundamentos de Física” de Halliday, Resnick and Walker, (Tradução Portuguesa)

2) Muitas animações (tipo applets) e simulações que ajudam a visualizar e/ou perceber fenómenos ligados ao electromagnetismo (e não só) são disponíveis na Internet. Vejam em particular:

 https://phet.colorado.edu/pt/simulations/category/physics/electricity-magnets-and-circuits  

3) Outras páginas web poderão ser indicadas pelos docentes durante o semestre.

Método de ensino

A unidade curricular está dividida numa componente teórica, numa componente teórico-prática (TP, resolução de problemas) e numa parte prática (Laboratório). As aulas teóricas semanais serão ministradas em duas sessões (1 h + 1h30) e as TP de uma hora. As aulas práticas, 4 sessões de duas horas, são dedicadas à pôr em evidência processos ligados ao eletromagnetismo com o objetivo de verificar fenómenos e processos físicos descritos nas aulas teóricas. Servem também a introduzir ao manuseamento de aparelhos de medida “usuais” (Osciloscópio, multímetro, IGNOREes de tensão, …).

A parte prática é avaliada (30% da nota final) a partir do desempenho do aluno e dum relatório sucinto entregue no fim da aula. A avaliação teórico-prática (conceitos e resolução de exercícios, 70% da nota final) é avaliada com dois testes ou com exame final.

Método de avaliação

Métodos de avaliação (23-09-2021)

Preâmbulo

A estrutura letiva das aulas de F3 consiste em:

 Aulas não presenciais:

2,5 h teóricas (1h + 1,5 h, Terminologia CLIP: Teórica-Online: "to") dedicadas à exposição da matéria. Na medida do possível, destas 2,5h T, 30 minutos serão dedicadas a sessões perguntas/respostas interativas.

- 1 h teórico-prática ( TPrático -Online; Terminologia CLIP: "po") dedicada à resolução de exercícios, todas as semanas. As turmas TP são limitadas a 55 alunos. Este ano, os alunos com frequência obtida nos anos anteriores podem inscrever-se em qualquer turma "po" no limite dos lugares disponíveis. As inscrições – obrigatórias- a estas aulas POL são feitas no CLIP com as regras dos sorteios habituais.

 

Aulas presenciais:

 - 2h de aulas práticas (turma de 16 alunos , Terminologia CLIP: Prática: "p"). Estas turmas práticas são reservadas para alunos sem frequência. Este ano serão executados nestas aulas 4 trabalhos. Faz parte integrante de cada trabalho uma preparação prévia feita "em casa" e que consistirá na execução de uma simulação (Trabalhos Práticos On-Line:"TPOL")

  

I- Avaliação de F3:

 

  • Componente PRÁTICA (“Frequência”)

- Este ano serão válidas as frequências obtidas anteriormente à disciplina Física III. Assim, os alunos que no passado obtiveram aprovação à componente prática de Física III não podem se inscrever nas aulas práticas. É da responsabilidade do aluno verificar no CLIP a sua situação quanto à “frequência”. A regra que limita a validade da frequência a dois anos será aplicada a partir do próximo ano letivo.

As aulas práticas são obrigatórias para alunos sem frequência.

- Nas aulas práticas serão executados, em grupos de 2 alunos, 4 trabalhos práticos seguindo às datas indicadas pelos docentes.

- A cada trabalho prático será atribuída uma nota de 0 a 5 com base o desempenho do aluno. À não realização de um trabalho prático corresponderá uma nota de “0”. Quem prevê que, por uma razão fundamentada, não poderá assistir a uma aula terá de trocar de turma com um colega, informando da troca os docentes envolvidos.

- Nas semanas que antecedem a execução prática de cada trabalho, os alunos têm que preparar os trabalhos através da execução "em casa" de um Trabalho Práticos On-Line (“TPOL”). A qualidade do relatório gerado automaticamente no fim do TPOL será avaliada numa escala de 0 a 4. Uma nota mínima de 2 é obrigatória para ter acesso à aula laboratorial. A não-entrega deste relatório implica uma nota de "0" e a não-autorização da execução do trabalho na aula laboratorial.

-  A nota da componente prática, NP, será constituída por 75% da soma das notas das aulas práticas (calculada numa escala 0-15) e 25% da soma das notas dos TPOL (escala 0-5).

- A aprovação à componente prática será obtida se NP≥9,50 (NP: “Nota da frequência”).

 

  • Componente TEÓRICA – Testes e exames

- A avaliação desta componente baseia-se em dois testes (presenciais) de 1h30 realizados durante o semestre (nota dos testes=NT, entre 0 e 20) e ou de um exame de recurso (nota=NR, entre 0 e 20)

- Os testes e o exame serão constituídos por uma parte de perguntas “tipo Quizz” (Resposta múltipla) e uma parte de resolução de problemas (semelhantes aos existentes na séries e os resolvidos nas aulas de exercícios).

- NT = (NT1+NT2)/2, NT1 e NT2 correspondendo às notas do Teste 1 e Teste 2 respetivamente.

 

  • APROVAÇÃO À FIII

Alunos com frequência adquirida em anos anteriores a 2020-2021:

- Aprovado se NT ou NR≥9,50 com nota final = NT ou NR

 

Alunos com frequência adquirida em 2020-2021 ou em 2021-2022:

- Aprovado se NT ou NR ≥9,5 e NP≥9,5

- Nota final= 0.7*NT+0.3*NP ou 0.7*NR+0.3*NP arredondada às unidades.

 

  • MELHORIA de NOTA

- Os estudantes que tenham obtido aprovação na Unidade Curricular podem melhorar apenas a classificação da componente teórica.

- A nota final de melhoria é calculada da mesma maneira que a nota final calculada para a aprovação

 

II- Inscrição nas turmas práticas e teórico-práticas

Turmas práticas (aulas de laboratório):

Cada bloco de 2 horas no horário corresponde a 2 turmas práticas que terão aula prática alternadamente, de acordo com o plano afixado no CLIP. As inscrições nas turmas práticas são obrigatórias e feitas no CLIP no início do semestre “como de costume”.

Na primeira aula prática (presencial, as 2 turmas práticas Pn, Pn+1 mesmo horário mas desfasadas de 1 h para evitar uma taxa de ocupação do espaço superior a 75%) serão lembradas as regras de avaliação desta componente). Será também feita uma breve introdução aos TPOL. No fim desta aula serão constituídos os grupos de trabalho (2 estudantes por grupo).

Os estudantes ausentes à primeira aula terão a sua inscrição no turno prático cancelada no CLIP e terão de se sujeitar ao processo para uma nova inscrição. No fim da primeira aula, poderão ser aceites mudanças de turno no limite das vagas disponíveis: os alunos que assim o desejam devem aparecer à sessão do turno prático desejado. Outros casos devem ser tratados com os docentes. Mais informações sobre este assunto serão dadas durante a primeira semana de aulas.

 Turmas teórico-práticas (aulas de exercícios, “po”): Estas turmas são limitadas a 55 alunos e serão lecionadas On-LineEste ano, os alunos com frequência obtida nos anos anteriores podem inscrever-se em qualquer turma TP no limite dos lugares disponíveis. Estas aulas não são obrigatórias mas as inscrições nestas turmas são obrigatórias para quem quer assistir. As inscrições nas turmas são feitas no CLIP “como de costume” e obedecerão às regras dos sorteios habituais. Solicita-se aos alunos que não tencionam assistir a estas aulas para não se inscrever…

 

III- Trabalhos Práticos On-Line (TPOL)

• Os Trabalhos Práticos On-Line (TPOL) são “aplicações” interativas que replicam uma parte das operações que terão que ser executadas durante a realização do trabalho experimental no laboratório. Permitem assim uma preparação prévia de alguns dos trabalhos realizados no laboratório de Eletromagnetismo. Serão utilizados para os trabalhos práticos “Osciloscópio”, “Carga e descarga de condensadores”, “Circuitos de corrente contínua” e “Indução de Faraday”. Os TPOL terão de ser realizados e entregues (individualmente) antes da data limite (dois dias úteis antes da data da realização presencial do trabalho). Mais informação na página TPOL21/22 do Moodle (senha comunicada na primeira aula prática).

 

IV- Regras da disciplina

Testes e Exames (modo presencial)

- A inscrição nos testes, feita através do CLIP, é obrigatória.

- Os estudantes só poderão ter consigo durante a prova instrumentos para escrever, régua, um documento de identificação com fotografia, e uma calculadora “simples” (i.e. nem gráfica, nem programável, nem capaz de armazenar ficheiros que possam ser considerados com uma ajuda à resolução da prova).

- Os estudantes que cometam fraude numa prova de avaliação estão automaticamente reprovados e perdem a frequência caso já a tenham obtido. Seguindo o regulamento da FCT, a ocorrência será participada ao Diretor da FCT.

- Outras especificações acerca das provas poderão ser anunciadas na semana anterior à realização das mesmas.

 

Outras regras

- Para tornar as aulas On-line mais conviviais, os professores recomendam que os alunos liguem as câmaras…

- A utilização de computadores portáteis e outros aparelhos eletrónicos durante a aula prática está sujeita à aprovação dos docentes.

Os alunos têm que levar os guiões IMPRESSOS para as aulas práticas. Os docentes têm o direito de solicitar ao aluno que não os tem de ir os imprimir.

- Pontualidade: os estudantes deverão estar presentes na sala à hora de começo da aula. Os docentes poderão impedir a entrada dos estudantes que cheguem mais de 5 minutos atrasados;

- Em todas as aulas, os telemóveis devem permanecer desligados e guardados até ao fim da aula.

 

Os alunos devem interrogar os professores da UC acerca de eventuais imprecisões nas indicações dadas e sobre as regras mal percebidas, ambíguas ou em falta. O bom senso será sempre privilegiado. Em particular,   

 … não é por não ter sido explicitamente proibido que é autorizado…

 

Conteúdo

  1. Carga eléctrica
  2. Campos eléctricos
  3. Potencial eléctrico 
  4. Lei de Gauss
  5. Capacidade eléctrica
  6. Corrente e resistência
  7. Circuitos
  8. Campos magnéticos
  9. Campos magnéticos devidos a correntes
  10. Indução e indutância
  11. Magnetismo na matéria e equações de Maxwell