Grupo Gen (63)
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Capítulo 11 Guias de Ondas

Oliveira, Nilson Antunes de Grupo Gen ePub Criptografado

No Capítulo 9 estudamos a propagação de ondas eletromagnéticas no vácuo e em meios materiais infinitos. Neste capítulo, estudaremos a propagação de ondas eletromagnéticas em regiões confinadas. Iniciaremos este estudo pela propagação de ondas eletromagnéticas entre placas paralelas condutoras e, em seguida, discutiremos os guias de ondas com geometria retangular e cilíndrica. No final do capítulo discutiremos a propagação de ondas eletromagnéticas em cavidades metálicas ressonantes.

Nesta seção, estudaremos a propagação de ondas eletromagnéticas em uma região delimitada por placas paralelas condutoras. Para isso, vamos considerar duas placas metálicas paralelas ao plano yz, localizadas em x = 0 e x = a, conforme mostra a Figura 11.1. Por simplicidade, vamos supor uma onda eletromagnética plana com campo elétrico oscilando ao longo do eixo y e que se propaga em uma direção que faz um ângulo α com o eixo x. Esta onda incide obliquamente sobre uma das placas condutoras com um ângulo θi, sendo refletida segundo um ângulo θr.

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Capítulo 5 Campo Magnético Gerado por Corrente Elétrica

Oliveira, Nilson Antunes de Grupo Gen ePub Criptografado

No Capítulo 2 estudamos os campos elétricos gerados por densidades de cargas eletrostáticas. Cargas elétricas em movimento, além do campo elétrico, também geram campo magnético. Em um material condutor, o movimento das cargas elétricas origina a corrente elétrica, que, por sua vez, gera o campo magnético. O campo magnético também pode ser gerado por ímãs ou por uma variação temporal do campo elétrico.

Neste capítulo, apresentaremos a formulação matemática para descrever o campo magnético gerado por corrente elétrica estacionária. O campo magnético gerado por ímãs será discutido no próximo capítulo.

Antes de iniciar o estudo sobre campo magnético, vamos fazer uma introdução sobre corrente elétrica. Ao aplicar um campo elétrico estático em um material condutor, os elétrons ficam sujeitos à força elétrica, , e se movem em um sentido contrário ao campo aplicado. Esse movimento ordenado das cargas elétricas no interior de um condutor gera uma corrente elétrica.1

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Capítulo 6 Campo Magnético Gerado por Ímãs

Oliveira, Nilson Antunes de Grupo Gen ePub Criptografado

No capítulo anterior, discutimos o campo magnético gerado por correntes elétricas fluindo por fios condutores. Neste capítulo, o foco será o campo magnético gerado por materiais magnetizados, usualmente chamados de ímãs ou magnetos. Nesses materiais, a fonte do campo magnético não é uma corrente elétrica, produzida por uma fonte externa, mas a magnetização que aparece devido ao ordenamento dos momentos magnéticos atômicos.

Para fazer a formulação teórica capaz de descrever o campo magnético gerado por ímãs, é necessário uma discussão inicial sobre a formação dos momentos magnéticos atômicos e da magnetização. Nas duas próximas seções, será feita uma descrição dessas grandezas sob o ponto de vista da física clássica. Para o leitor interessado em uma descrição quântica, que não está no escopo deste livro, recomendamos a leitura de referências específicas sobre magnetismo. Algumas sugestões estão citadas na bibliografia.

O momento de dipolo magnético eletrônico tem duas contribuições: uma devido ao movimento orbital dos elétrons e a outra devido ao seu spin. Fazendo uma analogia entre uma órbita eletrônica e uma espira circular percorrida por uma corrente elétrica, podemos associar à orbita do elétron uma corrente dada por I = Δq / Δt, em que Δq = –e representa a carga do elétron e Δt = 2π/ω é o período de revolução, sendo ω a frequência angular. Logo, podemos escrever que I = –eω/2π. Usando a definição de momento de dipolo magnético podemos associar ao movimento orbital do elétron um momento de dipolo magnético dado por:

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Apêndice B Sistemas de Coordenadas

Oliveira, Nilson Antunes de Grupo Gen ePub Criptografado

Constantes Físicas

Nome

Símbolo

Valor (SI)

Carga do elétron

e

−1,602×10−19 C

Carga do próton

e

1,602×10−19 C

Constante de Boltzmann

kB

1,381×10−23 J/K

Constante gravitacional

G

6,673×10−11 Nm2/kg2

Constante de Planck

h

6,026×10−34 Js

Constante de Rydberg

R

1,097×107 m–1

Constante de Stefan-Boltzmann

σ

5,670×10−8 W/(m2K4)

Constante universal dos gases

R

8,314 J/(mol K)

Magneton de Bohr

μB

9,274×10−24 J/T

Massa do elétron

me

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Capítulo 14 Radiação de Cargas Elétricas em Movimento

Oliveira, Nilson Antunes de Grupo Gen ePub Criptografado

No Capítulo 13, estudamos o campo eletromagnético e a radiação eletromagnética emitida por densidades de cargas elétricas e correntes elétricas variáveis no tempo. Neste capítulo, estudaremos o campo eletromagnético gerado por cargas elétricas pontuais em movimento. Mostraremos que a radiação eletromagnética emitida (isto é, a energia que se desprende da carga e se propaga no espaço) pela carga elétrica está diretamente relacionada com a sua aceleração.

O desenvolvimento matemático deste capítulo é extremamente entediante. Com a finalidade de facilitar a leitura e permitir uma melhor compreensão dos princípios físicos envolvidos na radiação eletromagnética emitida por uma carga elétrica, muitos detalhes dos cálculos matemáticos foram omitidos no texto principal e apresentados em forma de exercícios resolvidos no final do capítulo.

Na Seção 13.2, foram apresentadas as soluções das equações de onda para os potenciais escalar elétrico e vetor magnético, no caso de distribuições contínuas de cargas elétricas. Nesta seção, vamos particularizar os resultados obtidos no capítulo anterior para o caso de uma carga elétrica pontual. Para essa finalidade, vamos considerar uma carga pontual em um meio de permissividade elétrica descrevendo com velocidade uma trajetória representada pelo vetor conforme mostra a Figura 14.1.

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Grupo A (17)
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Medium 9788584291885

Capitulo 15 - A experiência do grupo acadêmico de robótica ITAndroids

Rodrigo Barbosa e Silva; Paulo Blikstein Grupo A ePub Criptografado

Felipe Celso Reis Pinheiro, Júlio César Ferreira Filho, Luckeciano Carvalho Melo, Marcos R. O. A. Maximo

Proveniente do latim competitione, a palavra competição é em geral associada a uma disputa entre duas ou mais pessoas na execução de uma atividade predeterminada, na qual os critérios de vitória estão associados a quão próximo da perfeição foi o desempenho dos competidores. No âmbito da robótica autônoma, foco da ITAndroids, esse conceito é utilizado para a execução das tarefas sem interferência humana no momento de sua realização, isto é, por protótipos robóticos programados. A Figura 15.1 apresenta os robôs humanoides desenvolvidos pelo time, denominados “Chape”, utilizados na categoria Humanoid KidSize na RoboCup 2018.

Figura 15.1 Robôs “Chape” – Categoria Humanoid KidSize na RoboCup 2018.

Diante disso, nota-se que competições de robótica, assim como olimpíadas científicas, envolvem diversas áreas do conhecimento técnico, como, por exemplo, mecânica, engenharia de software, eletrônica aplicada, processamento de sinais, controle e inteligência artificial (IA). Contudo, há dois aspectos diferenciais nas competições de robótica que as colocam em um paradigma totalmente distinto das olimpíadas científicas, além de caracterizá-las como atividade mais própria de engenheiros: gerenciamento de projetos e gestão de pessoas.

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Capítulo 7. Relato de experiência sobre a implementação do projeto robótica educacional em uma escola rural

Rodrigo Barbosa e Silva; Paulo Blikstein Grupo A ePub Criptografado

Anderson Szeuczuk

Este capítulo aborda o processo de implementação do projeto Robótica Educacional em uma escola rural no município de Guarapuava (PR). Relatarei a seguir a prática que realizei como orientador do projeto. Serão descritas impressões acerca do projeto e as dificuldades e desafios encontrados pelos estudantes durante o trabalho.

No primeiro semestre de 2009, as atividades com o projeto Robótica Educacional foram iniciadas em uma escola localizada a mais de 30 quilômetros do centro de Guarapuava. Grande parte dos alunos não residia no entorno da escola e dependia exclusivamente do transporte escolar para chegar a seu destino.

A escola municipal dividia seu espaço físico, inclusive o laboratório de informática, com uma escola estadual. As aulas de robótica educacional eram ministradas uma vez por semana nas turmas da 3ª série (atual 4º ano) e da 4ª série (atual 5º ano) do ensino fundamental. Cada aula tinha aproximadamente duas horas, divididas entre o trabalho conceitual em sala de aula e a prática no laboratório de informática, com a programação em linguagem Logo.

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Capítulo 3. Uma experiência de implementação de robótica e computação física no Brasil

Rodrigo Barbosa e Silva; Paulo Blikstein Grupo A ePub Criptografado

João Vilhete Viegas d’Abreu, Josué J. G. Ramos, Anderson Pires Rocha, Guilherme Bezzon, Simone Xavier, José Luis de Souza

A robótica pedagógica (RP) é uma área de conhecimento que vem sendo desenvolvida em muitas instituições educacionais em diferentes países do mundo, sobretudo naqueles preo­cupados em inserir a tecnologia na educação (HIRSCH et al., 2009). No contexto brasileiro, com enfoque educacional, a RP é utilizada junto a escolas de ensino regular ou não, universidades, empresas, ambientes formais ou não de aprendizagem, entre outros espaços nos quais situações específicas de aprendizagem podem ser criadas a partir do uso de dispositivos robóticos integrados a outros recursos digitais. Nesses locais, a­ RP tem sido empregada como ferramenta auxiliar para enriquecer e diversificar a forma como se ensinam conceitos científicos tanto no contexto de sala de aula como no aprendizado interdisciplinar de conteúdos curriculares (D’ABREU; GARCIA, 2010).

A área de RP faz parte do campo de pesquisa e desenvolvimento de recursos educacionais em universidades ou instituições específicas de pesquisa e pode ser dividida em duas categorias. A primeira, mais antiga, preocupa-se em desenvolver ambientes de ensino e aprendizagem utilizando exclusivamente conjuntos de montar (kits) prontos, de padrão comercial. A segunda categoria tem como foco desenvolver ambientes de ensino e aprendizagem mesclando a utilização de kits de padrão comercial com materiais alternativos de padrão não comercial do tipo “sucata”.

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Capítulo 16. Sobre experiências, críticas e potenciais: computação física educacional e altas habilidades

Rodrigo Barbosa e Silva; Paulo Blikstein Grupo A ePub Criptografado

computação física educacional e altas habilidades

Marília A. Amaral, Nicollas Mocelin Sdroievski, Leander Cordeiro de Oliveira, Pricila Castelini

As diferenças são construções sociais históricas situadas culturalmente, e cada indivíduo, com altas habilidades (AH) ou não, possui experiên­cias e formas distintas de aprender e compreender, bem como dificuldades e capacidades que precisam ser consideradas no processo de ensino e aprendizagem.

Este capítulo descreve uma parceria desenvolvida com o Instituto de Educação do Paraná Professor Erasmo Pilotto (IEPPEP) que partiu de uma demanda docente do IEPPEP por maneiras diferenciadas de trabalhar temáticas que vão além das concepções curriculares tradicionais. Por meio desse engajamento, docentes da instituição estabeleceram um contato com o grupo Programa de Educação Tutorial – Computando Culturas em Equidade (PET-CoCE).

O grupo PET-CoCE, da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), tem como proposta integrar a computação com outras áreas por meio do ensino, da pesquisa e da extensão. Esta última foi base para o desenvolvimento de atividades voltadas a estudantes com AH que participam da Sala de Recursos de Altas Habilidades (SRAH) do IEPPEP.

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Capítulo 12. Consórcio de laboratórios remotos para a prática da robótica educacional – LabVAD

Rodrigo Barbosa e Silva; Paulo Blikstein Grupo A ePub Criptografado

Fábio Ferrentini Sampaio, Leonardo Cunha de Miranda, Marcos Elia Serafim Brandão, Maurício Nunes da Costa Bomfim, Marcos de Castro Pinto, César A. R. Bastos, Rubens Lacerda Queiroz, Paulo Roberto de Azevedo Souza, Murilo de Araújo Bento, Raphael Netto Castello Branco Rocha[NT]

O Grupo de Informática Aplicada à Educação (Ginape) do Instituto Tércio Pacitti de Aplicações e Pesquisas Computacionais (NCE) da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) é originário de políticas federais implementadas no início dos anos de 1980 com o objetivo de utilizar os computadores como ferramenta pedagógica – Projeto Educom. (ANDRADE; MORAES, 1993; CYSNEIROS et al., 1993)

Na década de 1980, o Projeto Educom/UFRJ produziu cerca de 200 programas de computador “ courseware ” para o ensino de biologia, física, matemática e química no então segundo grau, correspondente ao atual ensino médio, os quais foram aplicados e avaliados em uma escola pública do Rio de Janeiro com enfoque de pesquisa, por meio de um experimento piloto de grande escala, envolvendo todas as turmas do segundo grau da escola. Esses programas, dos quais apenas 144 foram publicados, foram produzidos para o computador MSX da época, mas boa parte deles já foi emulada para uma plataforma Windows e está hoje disponível na web.

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