Germano Maioli Penello

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

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

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

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

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.

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

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!

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

Cargaselétricas Bastões isolantes 2 Bastões isolantes 1 Bastões isolantes 1 e 2

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 • (1698-1739)

Outrosfatosexperimentais

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

Forçaelétrica Repulsão Atração

Isolantes e condutores Material isolante Material condutor Condutor

Isolantes e condutores

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

Eletrizaçãoporindução Eletroscópio

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

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 : • carregado com a mesma quantidade de carga positiva • carregado com a mesma quantidade de carga negativa • carregado positivamente, mas com uma quantidade de carga total diferente • carregado negativamente, mas com uma quantidade de carga total diferente

Pergunta A interação eletromagnética é 1036 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?

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

Forças elétricas: Recapitulando o que vimos nas experiências Cargas iguais q2 q1

Forças elétricas: Recapitulando o que vimos nas experiências Cargas iguais q2 q1 Para onde apontam as forças neste sistema?

Forças elétricas: Recapitulando o que vimos nas experiências q2 q1 Nunca esqueça o vetor unitário! Qual a importância da notação vetorial?

Forças elétricas: Recapitulando o que vimos nas experiências q2 q1

Forças elétricas: Recapitulando o que vimos nas experiências Cargas diferentes q2 q1 Para onde apontam as forças neste sistema?

Forças elétricas: Recapitulando o que vimos nas experiências Cargas diferentes q2 q1

Forças elétricas: Recapitulando o que vimos nas experiências Cargas diferentes q1 q2

Forças elétricas: Recapitulando o que vimos nas experiências q1 q2 q1 q2

Forças elétricas: Recapitulando o que vimos nas experiências 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?

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

Lei de Coulomb q1 q2 q1 q2 Lei de Coulomb

Lei de Coulomb Lei de Coulomb

Princípiodasuperposição O que acontece se adicionarmos mais uma carga ao sistema? q1 q0 q2 Considerando que todas as cargas são positivas, como descrever a força na carga q0?

Princípiodasuperposição q1 q0 q2

Princípiodasuperposição q1 q0 q2 Princípio da superposição: Força resultante em q0 é igual a soma das forças F01 e F02

Princípiodasuperposição q1 q0 q2 Princípio da superposição: Força resultante em q0 é igual a soma das forças F01 e F02 IMPORTANTE: SOMA VETORIAL!

Princípiodasuperposição q0 • Como realizar esta soma? • Somando os módulos? • Definindo eixos e somando componentes?

Princípiodasuperposição y q0 x Representando a soma vetorial algebricamente:

Princípiodasuperposição q0

Germano Maioli Penello