Fisica 3

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Física III

2007

Objetivos da disciplina Física III: Levar o aluno a compreender os fenômenos gerados por cargas estáticas e suas interações. Entender e analisar os efeitos produzidos pela passagem da corrente elétrica em componentes de circuitos de corrente contínua. Adquirir conhecimentos sobre os fenômenos magnéticos gerados pela corrente elétrica e por materiais magnéticos esuas aplicações em circuitos elétricos. Programa da disciplina: 1. Carga elétrica: Lei de Coulomb. Campo elétrico. Potencial elétrico. 2. Corrente Elétrica: Resistividade. Resistência. Força eletromotriz. Potência elétrica. Resistores em série e em paralelo. Circuitos de corrente contínua. Leis de Kirchhoff. 3. Capacitância: Capacitores. Dielétricos. Capacitores em série e em paralelo. CircuitosR-C. 4. Magnetismo: Campo magnético. Força magnética. Torque. Movimento de cargas. 5. Fontes de Campo Magnético: Lei de Biot-Savart. Lei de Ampère. Aplicações da Lei de Ampère. Fluxo Magnético. Corrente de deslocamento. 6. Indução Magnética: Lei de Faraday. Lei de Lenz. Força eletromotriz produzida pelo movimento. Campos elétricos induzidos. Correntes de Foucault. 7. Indutância: Indutância mútua.Indutores e auto-indutância. Energia do campo magnético. 8. Materiais Magnéticos: Paramagnetismo. Diamagnetismo. Ferromagnetismo. Bibliografia mínima:  YOUNG, H.D.; FREEDMAN, R.A. Física. São Paulo: Pearson, 2003, v. 3.  KELLER, F. J.; GETTYS, W. E.; SKOVE, M. J. Física. São Paulo: Makron Books, 1999, v. 2.  NUSSENZVEIG, H. M. Curso de Física Básica. São Paulo: Edgard Blucher, 2002, v. 3 HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos de Física. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 1996. v. 3.  TIPLER, P.A. Física. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 1999. v. 2.  HENNIES, C. E.; GUIMARÃES, W.O.N; ROVERSI, J.A. Problemas Experimentais em Física. Campinas-SP: UNICAMP, 1993. v. 1 e 2.





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A Lei de Coulomb – Força elétrica         Cargaselétricas. Grécia Antiga, 600 a.C., o âmbar quando atritado com a lã, adquiria a propriedade de atrair objetos leves. Cargas semelhantes repelem-se; cargas diferentes atraem-se. Prótons: carga elétrica positiva; elétrons: carga elétrica negativa. Corpo elétricamente neutro: a soma algébrica das cargas positivas do núcleo e das cargas negativas dos elétrons cancelam-se. Corpo eletrizado: objeto que perdeuou recebeu elétrons. Condutores e isolantes. Nos condutores, os elétrons livres, mais externos, se movem de uma região à outra, o que não ocorre nos isolantes. Eletrização por atrito, por contato ou por indução. Eletrização por indução:



Lei de Coulomb:

A interação elétrica entre duas partículas eletrizadas é descrita em termos das forças que elas exercem mutuamente. O módulo da forçaelétrica que a carga 1 exerce na carga 2, separadas por uma distância r, é dado por:
F  k q 1q 2 r
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onde F= força de atração ou repulsão entre as cargas, em newtons (N). k=8,98755.109 N.m2.C-2  9,0.109 N.m2.C-2 = constante eletrostática. q1, q2 = carga elétrica da partícula, em coulomb (C). r=distância entre as cargas elétricas, em metros (m). A equação pode ser expressa, também, daseguinte forma:
F  1 4 
o

q 1q 2 r
2

onde   

1 4 
o

= k = 8,98755.109 N.m2.C-2  9,0.109 N.m2.C-2

o = 8,854185.10-12 C2.N-1.m-2 = permissividade do espaço livre (vácuo). Módulo das cargas elétricas do elétron e do próton=1,602192.10 -19 C  1,6.10-19 C. Coulomb: 1 C é a quantidade de carga que passa pela área da seção transversal de um fio condutor em 1 segundo, quando circulapelo condutor uma corrente elétrica de 1 A. Se várias forças atuam sobre uma carga elétrica, a força resultante sobre ela é determinada através da soma vetorial de todas as forças:
     FRe sul tan te  F1  F2  F3  ....  FN

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O Campo Elétrico    Campo, de uma maneira geral, é uma grandeza que pode ser associada à posição. Exemplo: a temperatura do ar em uma sala tem um...
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