Resumo eletromagnetismo

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F´ ısica: Resumo 11 Eletromagnetismo
Prof. Eduardo L¨tz u

1

Introdu¸˜o ca

Tanto a eletricidade quanto o magnetismo s˜o manifestaa co ¸˜es de um mesmo tipo de fenˆmeno f´ o ısico: o eletromagnetismo. Eis algums exemplos de fenˆmenos eletromagn´ticos: a o e existˆncia de cargas el´tricas, luz, ondas de r´dio e TV, e e a microondas, raios infravermelhos, raios ultravioletas, raios X, raiosgama. Todos os fenˆmenos eletromagn´ticos envolvem f´tons. o e o Todos os seres vivos funcionam baseados em fenˆmenos o eletromagn´ticos. N˜o ´ poss´ entender propriamente o e a e ıvel funcionamento dos seres vivos sem entender o eletromagnetismo. Diversos pesquisadores contribu´ ıram ao longo de s´culos e para descobrir as leis que regem o eletromagnetismo. No s´culo XIX, o f´ e ısico James C.Maxwell conseguiu sintetizar e tornar uteis todas as descobertas anteriores sobre ´ o assunto resumindo-as em quatro equa¸˜es, chamadas de co equa¸˜es de Maxwell. Hoje em dia, conseguimos expresco sar as leis do eletromagnetismo por meio de duas f´rmulas o extremamente simples, mas que requerem conhecimentos avan¸ados de Matem´tica para serem uteis. c a ´ Entretanto, podemos expressar algumasid´ias prelimie nares sobre eletromagnetismo sem recorrer a conhecimentos avan¸ados. Isto ´ o que se faz em n´ m´dio. c e ıvel e

el´trons, que adquirem a forma de nuvens ao redor do e n´cleo. u El´trons possuem carga el´trica negativa, pr´tons pose e o suem carga el´trica positiva e nˆutrons s˜o neutrons (n˜o e e a a possuem carga el´trica). Os ´tomos s˜o feitos, assim, de e a a um n´cleo positivocercado por uma nuvem de el´trons, u e que s˜o negativos. Esta nuvem de el´trons chama-se elea e trosfera. Portanto, somos feitos de part´ ıculas que possuem cargas el´tricas. e Normalmente, os ´tomos e mol´culas s˜o neutros, isto a e a ´, a quantidade de el´trons que possuem compensa exatae e mente a carga el´trica dos pr´tons dos n´cleos. e o u Mas ´tomos e mol´culas podem ganhar ou perder el´a ee trons, tornando-se eletricamente carregados. Nestas condi¸˜es, eles chamam-se ´ co ıons.

2.2

Campo El´trico e

S´ ımbolo: E. Unidades: N/C (newton por coulomb). O campo el´trico ´ a zona de influˆncia que mencionae e e mos no item anterior. Se colocarmos um objeto com carga el´trica q em um e campo el´trico de intensidade E, o objeto sofrer´ uma e a for¸a c F =q·E. (1) Embora n˜o estejaaparente na f´rmula acima, a ina o tensidade do campo el´trico ´, na verdade, uma grandeza e e vetorial, assim como a for¸a. A f´rmula acima torna-se c o mais precisa se expressa na forma F =q·E. (2)

2.3

Potencial El´trico e

2

S´ ımbolo: V . Unidades: V (volt). V = J/C. 2.1 Carga El´trica e Quando uma carga el´trica penetra em um campo ee l´trico, ela sofre uma for¸a, conforme j´mencionamos. e c a S´ ımbolos: q, Q. Enquanto a carga se desloca para chegar at´ uma certa e Unidades: C (coulomb). posi¸˜o, algum trabalho ´ realizado (for¸a vezes distˆncia ca e c a ´ E uma das grandezas fundamentais do Universo, assim percorrida). A energia deste trabalho ´ armazenada ou ree como a massa, por exemplo. tirada do campo el´trico. Esta energia associada ao campo e Assim como a massaafeta o espa¸o-tempo ao seu rec el´trico chama-se energia potencial. e dor (gravidade), assim tamb´m uma carga el´trica afeta e e A energia potencial ´ proporcional ` carga el´trica do e a e o espa¸o ao seu redor: cria-se uma zona de influˆncia ao c e objeto que est´ imerso no campo el´trico. Mais precisaa e redor da carga na qual ficam surgindo e desaparecendo mente, f´tons e part´ o ıculas subatˆmicascom carga el´trica. o e U =q·V , (3) N´s e todos os objetos ao nosso redor s˜o feitos de o a mol´culas, as quais s˜o feitas de ´tomos os quais, por sua sendo U a energia potencial do objeto, q a sua carga e a a e e vez, s˜o feitos de par´ a ıculas menores: pr´tons, nˆutrons e el´trica e V o potencial el´trico. o e Note que o potencial (V ) depende s´ do campo el´trico o e el´trons. Os pr´tons...
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