Analise vetorial

APOSTILA DE ELETROMAGNETISMO I

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ANÁLISE VETORIAL

Este capítulo fornece uma introdução e uma recapitulação dos conhecimentos de álgebra vetorial, estando por isto numerado com o zero. Não faz parte de fato dos nossos estudos de eletromagnetismo, mas sem ele o tratamento dos fenômenos de campos elétricos e magnéticos torna-se mais complicado, uma vez que estes são resultados matemáticos de operações vetoriais.

SISTEMA DE COORDENADAS Um exemplo prático de um sistema de coordenadas encontra-se numa carta geográfica onde um ponto é localizado em função da latitude e da longitude, isto é, medidas angulares que são tomadas em função de um referencial neste sistema plano. No espaço, um ponto também pode ser perfeitamente determinado quando conhecemos a sua posição em vista de um sistema de coordenadas. Particularmente no espaço tridimensional, um ponto é determinado em função de 3 coordenadas. Os sistemas de coordenadas definem um ponto no espaço como fruto da intersecção de 3 superfícies que podem ser planas ou não. Vamos nos ater aqui a três tipos de sistemas de coordenadas: cartesianas, cilíndricas e esféricas. Sistema de coordenadas cartesianas, também conhecido por coordenadas retangulares, define um ponto pela intersecção de 3 planos. Neste sistema um ponto P (x, y, z) é definido pela intersecção dos planos x, y e z constantes paralelos respectivamente ao plano y0z, ao plano x0z e ao plano x0y, conforme a figura 0.1. É o sistema (x, y, z).

Figura 0.1: o sistema de coordenadas cartesianas ou retangulares (x, y, z).

IUNESP – Naasson P. de Alcântara Jr. – Claudio Vara de Aquino

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Sistema de coordenadas cilíndricas. Neste sistema de coordenadas o ponto P (r, φ, z) é determinado pela intersecção de uma superfície lateral cilíndrica de raio r constante e altura infinita, pelo semiplano φ constante (que contem o eixo z) e finalmente pelo plano z constante, como pode ser mostrado na figura 0.2. É o sistema (r,