Disciplina do Curso de Eng. de Computação da UFES

Física IV (FIS 02719 - 2007/2)

Professor : Roberto Colistete Júnior (troque o " arroba " por "@") [ou vide RobertoColistete.net home page]. Laboratório de Computação do CCE, no IC-I, 2o andar.

• a média foi calculada usando 2 provas (a maior nota das duas primeiras provas) e a nota da 3a prova. O trabalho computacional e os trabalhos avulsos (e ida ao quadro) contaram décimos;
• na 2a prova, poucos alunos e alunas fizeram a 6a-questão, de casamento de impedância (isso era de se esperar, o nome assusta vocês jovens... e algumas pessoas mais velhas, também...);
• na 3a prova, cada questão valia 3,0 pontos na correção que foram ceifados em 2,5 pontos, assim explicando a grande quantidade de 10. Fiz isso pois o assunto de relatividade e física quântica foi dado muito rapidamente, vocês estavam sem tempo no final do período, etc, enfim, foi uma recompensa para vocês.
  
• apreciem as cores nas notas (foi trabalhoso, por isso peço que apreciem), com >= 70% sendo azul, entre 50% e 70% sendo verde e < 50% sendo vermelho;
• as notas estarão sendo digitadas pelos funcionários da Secretaria do Departamento de Física na 4a-feira, 19/12, atraso esse por causa do vestibular (os funcionários trabalharam no mesmo).
  

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 Curso de Física IV para Eng. de Computação via comunidade Moodle (cortesia da Eng. Elétrica - ELE). Acesse o Moodle da ELE para se cadastrar, depois use o código de inscrição "CTIXs101" para realizar a inscrição na comunidade de Física IV do Moodle. Nele há fóruns interativos e vários recursos que serão usados depois.

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Lista de exercícios do livro de Física v.3 (4a ed., Halliday, Resnick e Krane)
Problemas sugeridos do cap. 34 : 2, 4, 5, 7, 9-11, 13, 14, 16-18, 20-22, 25-27, 30-32, 40-43, 48, 49, 53-55, 57, 59.
Páginas 149, 150, 151, 152, 153, 154 do Cap. 34 com tais exercícios (JPEG's de aprox. 1MB).
Problemas sugeridos do cap. 35 : 2, 6, 8, 9-11, 14, 16-18, 24, 26-27, 30, 32, 33, 35-37, 39-40, 42, 43-46, 48, 49, 51-53, 54.
Páginas 169, 170, 171, 172, 173, 174, do Cap. 35 com tais exercícios (JPEG's de aprox. 1MB).
Problemas sugeridos do cap. 36 : 2, 5, 7, 8, 11, 12, 14, 16-18, 20-23, 26-28, 30, 31, 33, 35, 36, 39-42, 45.
Páginas 190, 191, 192, 193, 194, 195, do Cap. 36 com tais exercícios (JPEG's de aprox. 1MB).
Lista de exercícios do cap. 34 do livro Fund. de Física v.4 (6a ed., Halliday, Resnick e Krane) 
(Problemas 7E, 9E, 11E, 12E, 13E, 16P, 18P, 19P, 21E, 22E, 25P, 29P, 30P, 31P)
Estão também disponíveis na xerox dos IC's (ao lado da cantina).

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Descrição do 1o Trabalho-Desafio Computacional (Opcional) :
Cálculo de B a partir de Corrente Elétrica i  

Aulas registradas com fotos 

• Aula do dia 08/08/2007 (4a-feira) (1, 2, 3 e 4), apresentação da disciplina, tentando mostrar a visão do conjunto de Física IV, a continuidade em relação a Física III, aplicações em engenharia e no cotidiano, etc.  Definido  que  a parte de magnetismo que ficou faltando em Física III será ensinada.  
• Aula do dia 10/08/2007 (6a-feira) (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 e 8), início de campo magnético com força exercida por um campo magnético sobre uma carga elétrica. Definição de 4 provas com seus assuntos.  
• Aula do dia 17/08/2007 (6a-feira) (1, 2, 3, 4, 5 e 6), continuação de força magnética com cargas descrevendo movimento circular uniforme, força de Lorentz, força magnética sobre um fio com corrente elétrica. 
• Aula do dia 22/08/2007 (4a-feira) (1, 2, 3, 4 e 5), continuação de força magnética sobre um fio com corrente elétrica com um exercício.
• Aula do dia 29/08/2007 (4a-feira) (1, 2, 3 e 4), torque sobre uma espira com corrente elétrica imersa em um campo magnético B, i.e., princípio de um motor elétrico C.C. (corrente contínua).
• Aula do dia 31/08/2007 (6a-feira) (1, 2, 3, 4, 5, 6 e 7), continuação de motor elétrico C.C. (corrente contínua), agora explicando o uso de escova comutadora nos contatos da espira tal que o motor consiga girar (ter um torque sempre com o mesmo sinal). Início de campos magnéticos devido a correntes (leis de Biot-Savard e Ampère).
• Aula do dia 05/09/2007 (4a-feira) (1, 2, 3 e 4), continuação de lei de Ampère com mais diagramas, notação vetorial e interpretação de rotacional de um campo vetorial.
• Aula do dia 12/09/2007 (4a-feira) (1, 2, 3 e 4), sobre campo magnético B em solenóides. No quadro 1 tem o 1o problema (sobre bobina/motor elétrico) para entregar opcionalmente antes da 1a prova, tal que o conjunto de problemas entregues pelo aluno valerá décimos adicionados à nota final.
• Aula do dia 14/09/2007 (6a-feira) (1, 2, 3, 4, 5 e 6), com comparação de linhas de campo de B e E. Início da lei de indução de Faraday. Nos quadro 4, 5 e 6 tem a descrição do 1o trabalho opcional de programação para cálculo de B em duas dimensões. Mais detalhes na página sobre tal trabalho.
• Aula do dia 19/09/2007 (4a-feira) (1, 2, 3, 4 e 5), sobre lei de indução de Faraday (há um sinal errado no quadro 2, expressão de V em termos de E), que se propaga e gera o sinal errado na lei de indução de Faraday na forma diferencial, quadro 4, onde o certo é ter o sinal negativo. No quadro 5 tem o 2o problema (sobre gerador elétrico de tensão alternada) para entregar opcionalmente antes da 1a prova, tal que o conjunto de problemas entregues pelo aluno valerá décimos adicionados à nota final.
• Aula do dia 21/09/2007 (6a-feira) (1, 2, 3 e 4), sobre correção do sinal da lei de indução de Faraday, lei de Lens e sinal/direção da corrente induzida, F.E.M. induzida devido a movimento. No quadro 3 foi anunciada a data da 1a prova, 10/10.
• Aula do dia 26/09/2007 (4a-feira) (1, 2, 3 e 4), sobre final de F.E.M. induzida devido a movimento e detalhamento do trabalho em grupo como "4a questão" da 1a prova.
• Aula do dia 28/09/2007 (6a-feira), em que o professor esteve ausente por razões burocráticas, sendo substituído por 2h pelo mestrando em Física Ramón Giostri. Teve resolução de exercícios com aplicação da lei de Biot Savart. Problema 35-6 e 35-18. A resolução do problema 35-18 foi parcial, por isso fica aqui disponibiliza a resolução do mesmo em papel (1, 2 e 3).
• Aula do dia 03/10/2007 (4a-feira) (1, 2, 3, 4, 5, 6 e 7), sobre problema do cabo coaxial usando lei de Ampère para calcular B. Resolução rápida do 1o problema sobre bobina/motor elétrica que é para ser entregue opcionalmente. Para resolução mais detalhada, vide foto da mesma feita em papel. 
• Aula do dia 05/10/2007 (6a-feira) (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 e 8), com resolução do 2o problema sobre gerador elétrico que é para ser entregue opcionalmente. Divulgação de adiamento da 1a prova para 17/10. Divulgação de curso opcional "Maxima Para Exatas". Início efetivo de Física IV, com assunto "Equações de Maxwell", dado que os alunos não sugeriram problemas a serem resolvidos sobre a 1a prova. O quadro 7 mostra duas abreviações muito usadas na área de exatas nos países de língua inglesa...
• Aula do dia 10/10/2007 (4a-feira) (1, 2, 3, 4, 5 e 6), com teoria de campo magnético de uma espira circular visto como aproximadamente a de um dipolo magnético (para distâncias grandes). Resolução do prob. 35-43. Em "Equações de Maxwell", início de  cálculo de divergente de um campo em coordenadas curvilíneas.
• Aula do dia 24/10/2007 (4a-feira) (1, 2, 3, 4 e 5), sobre equações de Maxwell. Com teoria e cálculo de divergente de um campo vetorial e gradiente de uma  função escalar. No quadro 4 tem o 3o problema (cálculo de divergente em coord. esféricas), e no quadro 5 tem o 4o problema (obter campo elétrico a partir do potencial elétrico via gradiente) para entregar opcionalmente antes da 2a prova, tal que o conjunto de problemas entregues pelo aluno valerá décimos adicionados à nota final.
• Aula do dia 26/10/2007 (6a-feira), usando vídeo-projetor. Cálculo vetorial com : - coorenadas polares (vide "Material Extra" abaixo); divergente : 16/03/2007 (1, 2, 3, 4, 5 e 6); - coordenadas esféricas : 19/03/2007 (1, 2 e 3). O material multimídia será adicionado depois.
• Aula do dia 31/10/2007 (4a-feira), usando vídeo-projetor. Cálculo vetorial e equações de Maxwell, com : - rotacional : 21/03/2007 (4 e 5); - campos conservativos : 23/03/2007 (1, 2, 3, 4, 5 e 6). O material multimídia será adicionado depois. 
• Aula do dia 07/11/2007 (4a-feira), usando vídeo-projetor. Equações de Maxwell, com : - lei de Gauss e delta de Dirac : 30/03/2007 (1, 2, 3 e 4), 02/04/2007 (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9). O material multimídia será adicionado depois.
• Aula do dia 09/11/2007 (6a-feira), usando vídeo-projetor.  Equações de Maxwell, com : - lei de Gauss e delta de Dirac :  04/04/2007 (1, 2, 3, 4, 5, 6 e 7); - lei de indução de Faraday-Maxwell : 09/04/2007 (1, 2, 3 e 4). O material multimídia será adicionado depois.
• Aula do dia 14/11/2007 (4a-feira), usando vídeo-projetor. Ondas Eletromagéticas : 11/04/2007 (3), 13/04/2007 (2, 3 e 4), 23/04/2007 (1, 2, 3, 4 e 5) e 27/04/2007 (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9). O material multimídia será adicionado depois.
• Aula do dia 23/11/2007 (6a-feira), usando vídeo-projetor. Ondas Eletromagéticas : 03/05/2007 (1, 2, 3 e 4), 05/05/2007 (1, 2, 3, 4 e 5), 08/05/2007 (1, 2, 3 e 4) e 11/05/2007 (1, 2, 3, 4, 5, 6 e 7). O material multimídia será adicionado depois.
• Aula do dia 28/11/2007 (4a-feira), usando vídeo-projetor. Indutância e Oscilações Eletromagnéticas : 14/05/2007 (1, 2, 3, 4, 5 e 6). O material multimídia será adicionado depois.
• Aula do dia 30/11/2007 (6a-feira), usando vídeo-projetor. Indutância e Oscilações Eletromagnéticas : 18/05/2007 (1, 2, 3 e 4) e 21/05/2007 (1, 2 e 3). Corrente Alternada : 23/05/2007 (2, 3, 4, 5 e 6), 25/05/2007 (1, 2, 3, 4, 5, 6 e 7), 28/05/2007 (1, 2, 3, 4, 5 e 6), 30/05/2007 (1, 2, 3, 4, 5 e 6), 01/06/2007 (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 e 8) e 11/06/2007 (1, 2, 3, 4 e 5). O material multimídia será adicionado depois.
• Aula do dia 07/12/2007 (6a-feira), usando vídeo-projetor. Relatividade especial (restrita). Teoria inicial : 10/11/2006 (1, 2, 5, 6 e 7), 13/11/2006 (1, 2, 3 e 4), 22/11/2006 (2 e 3), 24/11/2006 (1, 2, 3, 4, 5, 6 e 7), 22/06/2007 (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 e 8) e 25/06/2007 (1, 2, 3 e 4). Problema de viagem espacial : enunciado e solução em 27/06/2007  (1, 2, 3, 4, 5 e 6) e 29/06/2007 (1, 2, 3, 4, 5 e 6); ou somente solução em 01/12/2006 (1, 2, 3, 4, 5, 6 e 7). Vide no "Material Extra" abaixo solução de outro problema de viagem espacial relativística. Física quântica : 04/12/2006 (2, 3 e 4), 06/12/2006 (1, 2, 3, 4, 5, 6, e 7), 08/12/2006 (1, 2, 3 e 4), 02/07/2007 (1, 2, 3, 4, 5 e 6) e 06/07/2007 (1, 2, 3 e 4) . O material multimídia será adicionado depois.

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1a Prova aplicada em 17/10 (PDF de 24KB).

2a Prova aplicada em 18/11 (PDF de 55KB). 

3a Prova aplicada em 07/12 (PDF de 32KB). Resolução da prova feita no computador (usando o software Mathematica), em 3 versões : HTML, PDF (342 KB) e notebook do Mathematica 4 ou 5 (373 KB).  (Novidade)

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Material Extra 

• Coordenadas polares e seus vetores unitários (r e teta). Material de Física IV de 2007-1 (1, 2, 3, 4, 5 e 6). Material de Física II de 2007-2 (2, 3, 4, 5 e 6).
• Lei de Gauss (vide teorema de Gauss). Material de Física IV de 2007-1 (2, 3 e 4).
• Cabo coaxial com cálculo de campo elétrico E, que é nulo fora do cabo pois o mesmo provê uma blindagem para campos elétrico E e magnético B, evitando que E e B externos sejam emitidos, i.e., eles são externamente nulos (Essa é uma das principais qualidades do cabo coaxial, explicando porque é usado de forma difundida.). Enunciado de questão de prova aplicada em Física III em 2003/1. Resolução (1, 2 e 3) mostrando que E varia dentro do cabo porém externamente é nulo, devido à blindagem do mesmo.
• 3a Prova de Física IV de 2005/2, com soluções de duas questões, a 2a sendo viagem espacial relativística (em HTML e em notebook do Mathematica compactado)

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Sugestões de Sites na Internet

The Wolfram Integator, para resolver integrais indefinidas de uma variável.

The Wolfram MathWorld, uma enciclopédia sobre Matemática, e The Wolfram Functions Site, sobre visualização de funções matemáticas. 

Orçamento da UFES (total de aprox. R$200 milhões...) no site Contas Abertas

Jornal da Ciência Email, publicação da Sociedade Brasileira para o Progresso da Ciência (SBPC)

Discussão interessante sobre reforma da universidade brasileira e comentários de Roberto Salmeron (mais interessantes ainda, onde cita que "na Finlândia 90% da população lê pelo menos um jornal por dia", etc) 

 Uma aventura que vivi, a Incursex 2006 com os Fuzileiros Navais !

Como curiosidade, minha home page (Novidade) e meu espaço no Orkut

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Softwares de Computação Simbólica :

• Mathematica Player (software gratuito instalado em todos os computadores do LCEx no IC-I, cujos arquivo de instalação está no diretório "D:\0Programas Freeware&Shareware\Programação\Mathematica\") que permite visualizar milhares de demonstrações interativas disponíveis no site Wolfram Demonstrations Project;
• Maxima (freeware e open source, instalado em todos os PCs do LCEx no IC-I, cujos arquivo de instalação está no diretório "D:\0Programas Freeware&Shareware\Programação\Maxima\" );
• Mathematica (comercial, mas há versões para estudantes com ótimos preços, US$45-140);
• Yacas (freeware e open source do qual sou colaborador, somente 718 KB p/ Windows sem interface gráfica, com documentação em separado).