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Introdução ao Eletromagnetismo Germano Maioli Penello 15/10/2012 Site do curso www.if.ufrj.br/~germano/IntroEletro_2012-2.html.

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1 Introdução ao Eletromagnetismo Germano Maioli Penello 15/10/2012 Site do curso

2 Introduzir os conceitos básicos de eletricidade e magnetismo, bem como ilustrar suas diversas aplicações. Objetivos

3 Término do curso Construção das Equações de Maxwell a partir de observações experimentais. Introduzir os conceitos básicos de eletricidade e magnetismo, bem como ilustrar suas diversas aplicações. Objetivos

4 Programa A Lei de Coulomb O Campo Elétrico A Lei de Gauss O Potencial Elétrico Capacitores e Dielétricos Corrente e Resistência Força Eletromotriz e Circuitos DC O Campo Magnético Fonte de Campo Magnético A Lei de Ampère e a Lei de Biot-Savart A Lei de Faraday Indutância Magnetismo em Meios Materiais

5 Critérios de aprovação P1, P2 (possibilidade de listas de exercício valendo nota). Mp = (P1 + P2)/2 Mp >= 7.0, APROVADO P3. Mf = (Mp + P3)/2 Mf >= 5, APROVADO No caso de falta justificada em uma das provas P1 ou P2, o aluno deverá realizar uma segunda chamada. No caso de falta de duas provas, o aluno será reprovado.

6 Bibliografia Física 3 (12a edição) Young, H.D. & Freedman, R.A. Pearson Education Fundamentos de Física (4a edição ) D. Halliday. R. Resnick and J. Walker - John Wiley & Sons, Inc. Curso de Física Básica 3 (Eletromagnetismo) H. Moysés Nussenzveig - Editora Edgard Blücher Ltda

7 Bibliografia Física 3 (12a edição) Young, H.D. & Freedman, R.A. Pearson Education Fundamentos de Física (4a edição ) D. Halliday. R. Resnick and J. Walker - John Wiley & Sons, Inc. Curso de Física Básica 3 (Eletromagnetismo) H. Moysés Nussenzveig - Editora Edgard Blücher Ltda Cronograma Em construçao!

8 Experimentos Videos gentilmente cedidos pela professora Maria Antonieta Bastões neutrosBastões isolantes 1 Bastões isolantes 2 Bastões isolantes 1 e 2

9 Cargas elétricas Bastões isolantes 1 e 2 Bastões isolantes 2 Bastões isolantes 1

10 Lei de Du Fay Existem dois tipo de cargas elétricas. Cargas elétricas do mesmo tipo se repelem e cargas elétricas de tipos diferentes se atraem. Charles–François Du Fay ( )

11 Outros fatos experimentais

12 Não é possível modificar a carga elétrica total de um sistema que esteja isolado. Benjamim Franklin Conservação de carga elétrica

13 Força elétrica Repulsão Atração

14 Isolantes e condutores Material isolanteMaterial condutor Condutor

15 Isolantes e condutores

16 De uma maneira simplificada, define-se: Isolantes são materiais que as cargas elétricas têm dificuldade de se deslocar. Condutores são materiais onde as cargas elétricas se deslocam com facilidade. Isolantes e condutores

17 Eletrização por indução Eletroscópio

18 Eletrização por indução Eletroscópio Por que é difícil visualizarmos estes fenômenos no nosso cotidiano? Em outras palavras: Por que é difícil realizar estas experiências no Brasil?

19 Pergunta Em um sistema isolado, dois materiais inicialmente neutros trocam cargas por atrito. Se um material fica carregado com carga total positiva, segue que o outro material ficará : (a)carregado com a mesma quantidade de carga positiva (b)carregado com a mesma quantidade de carga negativa (c)carregado positivamente, mas com uma quantidade de carga total diferente (d)carregado negativamente, mas com uma quantidade de carga total diferente

20 Pergunta Em um sistema isolado, dois materiais inicialmente neutros trocam cargas por atrito. Se um material fica carregado com carga total positiva, segue que o outro material ficará : (a)carregado com a mesma quantidade de carga positiva (b)carregado com a mesma quantidade de carga negativa (c)carregado positivamente, mas com uma quantidade de carga total diferente (d)carregado negativamente, mas com uma quantidade de carga total diferente

21 Pergunta A interação eletromagnética é vezes mais intensa quando comparada com a interação gravitacional. Por que a interação eletromagnética não é levada em consideração no cálculo de trajetórias, por exemplo, de planetas?

22 Duas distribuições podem ser consideradas pontuais quando as suas dimensões são muito menores do que a distância entre elas. Cargas pontuais Esferas condutoras

23 Forças elétricas: Recapitulando o que vimos nas experiências Cargas iguais q1q1 q2q2

24 Forças elétricas: Recapitulando o que vimos nas experiências Cargas iguais Para onde apontam as forças neste sistema? q1q1 q2q2

25 Forças elétricas: Recapitulando o que vimos nas experiências Nunca esqueça o vetor unitário! Qual a importância da notação vetorial? q1q1 q2q2

26 Forças elétricas: Recapitulando o que vimos nas experiências q1q1 q2q2

27 q1q1 q2q2

28 q1q1 q2q2

29 Cargas diferentes Para onde apontam as forças neste sistema? q1q1 q2q2

30 Forças elétricas: Recapitulando o que vimos nas experiências Cargas diferentes q1q1 q2q2

31 Forças elétricas: Recapitulando o que vimos nas experiências Cargas diferentes q1q1 q2q2

32 Forças elétricas: Recapitulando o que vimos nas experiências Cargas diferentes q1q1 q2q2

33 Forças elétricas: Recapitulando o que vimos nas experiências Cargas diferentes q1q1 q2q2

34 Forças elétricas: Recapitulando o que vimos nas experiências q1q1 q2q2 q1q1 q2q2

35 Note bem que até agora não falamos em momento algum da distância entre as cargas. E se aproximarmos as cargas, o que acontece com a força?

36 Lei de Coulomb E se aproximarmos as cargas, o que acontece com a força?

37 Lei de Coulomb q1q1 q2q2 q1q1 q2q2

38

39 Princípio da superposição O que acontece se adicionarmos mais uma carga ao sistema? q1q1 q2q2 q0q0 Considerando que todas as cargas são positivas, como descrever a força na carga q 0 ?

40 Princípio da superposição q1q1 q2q2 q0q0

41 q1q1 q2q2 q0q0

42 q1q1 q2q2 q0q0

43 q1q1 q2q2 q0q0

44 q1q1 q2q2 q0q0 Princípio da superposição: Força resultante em q 0 é igual a soma das forças F 01 e F 02

45 Princípio da superposição q1q1 q2q2 q0q0 Princípio da superposição: Força resultante em q 0 é igual a soma das forças F 01 e F 02 IMPORTANTE: SOMA VETORIAL!

46 Princípio da superposição q0q0 Como realizar esta soma? Somando os módulos? Definindo eixos e somando componentes?

47 Princípio da superposição q0q0 Como realizar esta soma? Somando os módulos? Definindo eixos e somando componentes?

48 Princípio da superposição q0q0 x y Representando a soma vetorial algebricamente:

49 Princípio da superposição q0q0


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