ELETRICIDADE MAGNETISMO GRAVITAÇÃO UNIVERSAL LEIS DE KEPLER ESTÁTICA HIDROSTÁTICA

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1 ELETRICIDADE MAGNETISMO GRAVITAÇÃO UNIVERSAL LEIS DE KEPLER ESTÁTICA HIDROSTÁTICA Prof. Samuel Degtiar

2 Equilíbrio da partícula: F resultante = 0 (SF x = 0 e SF y =0). A partícula em equilíbrio se encontra em repouso ou em M.R.U. Equilíbrio do corpo extenso: F resultante = 0 e SM = 0.

3 Teorema de Lamy: Suponha que três forças coplanares e concorrentes atuam sobre um corpo. F F F sen sen sen

4 5. (UNESP) Um semáforo pesando 100 N está pendurado por três cabos conforme ilustra a figura. Os cabos 1 e 2 fazem um ângulo e com a horizontal, respectivamente.

5 Momento de uma força(m): F O d Linha de ação da força O módulo do momento da força F é calculado pelo produto da intensidade da força aplicada na barra pelo braço da força. M = F.d

6 Momento de uma Exemplos: força(m):

7 Os planetas mais distantes do Sol apresentam velocidades menores. A velocidade da terra é máxima no periélio e mínima no afélio. Lei de Newton: m 1.m F G 2 d Aceleração da gravidade: diminui com o aumento da altitude, é maior nos pólos do no equador e depende da massa e do raio do planeta ( G.M ). g R 2 2

8 Pressão: p F A 1atm= Pa=760mmHg=10mca Uma faca afiada corta melhor porque a força se concentra em uma área menor.

9 Teorema de Stevin: p 2 - p 1 = m.g.h => p = p 0 + m.g.h Logo: a profundidades maiores a pressão é maior. Na água, a pressão aumenta de 1 atm (10 5 Pa) a cada 10 metros.

10 Um líquido homogêneo, em um sistema de vasos comunicantes, as superfícies livres encontram-se no mesmo plano horizontal, independente da forma ou secção dos vasos em que o líquido se encontra.

11 Generalizando para vários líquidos imiscíveis: h 2 2 C D 3 h 3 h 1 A 1 B m 1.h 1 + m 2.h 2 = m 3.h 3

12 Teorema de Pascal: Um líquido confinado transmite integralmente os acréscimos de pressão que recebe. Aplicações: prensa hidráulica, freio hidráulico etc. F A 1 1 F A 2 2

13 Teorema de Arquimedes: E =m líq.v s.g

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15 R 1 R 2 R 3 i1 i2 i3 i - U U U U 1 2 3

16 R 1 R 2 R 3 U + - U = U 1 = U 2 = U 3 = CONSTANTE

17 CURTO CIRCUITO i i i i

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20 Fórmulas q = e.n n.e = t.i q = i.t U = Ri R = r _L_ A

21 Fórmulas En= P. t P = i. U P = R. i 2 P = U2 R

22 Fórmulas U = E - ri U = E + ri S I =SI SE = SRi ch saem U AB = SRi - SE

23 CAPACITÂNCIA DO CAPACITOR: É a medida da capacidade de armazenamento de um capacitor. C Q U ( C / V Farad ) Q: quantidade de cargas armazenadas em cada placa do capacitor. U: DDP

24 ENERGIA POTENCIAL ELÉTRICA Q E P = Area E p =Q.U/2 U

25 CAPACITOR PLANO A d

26 C. A d ε é a permissividade elétrica do meio (isolante) entre as placas. ε 0 (vácuo) = 8, F/m

27 CAPACITÂNCIA DE UM CONDUTOR ESFÉRICO R C = R/k

28 SÉRIE C 1 C 2 C

29 Q 1 Q 2 Q 3 cons tan te U U 1 U 2 U C eq. C 1 C 2 C 3

30 PARALELO + - C C C 3

31 U U U cons tan te Q Q 1 Q 2 Q 3 C eq. C 1 C 2 C 3

32 LEI DE COULOMB FORÇA ELÉTRICA Q 1 Q 2 F + + d F

33 F k. / Q /./ Q 1 2 d ² / k vácuo N. m / C

34 CAMPO ELÉTRICO É uma região ao redor de uma carga elétrica, onde, qualquer outra carga elétrica colocada nesta região sofrerá uma força elétrica. q Q - carga geradora. q carga de prova Q

35 E F q

36 E k./ d Q 2 /

37 LINHAS DE FORÇA

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39 V k. Q d Unidade: volt(v)

40 DIFERENÇA DE POTENCIAL U AB V A V B

41 Trabalho da força elétrica q.u

42 Circuitos Elétricos A SE = SRi 20 = (2+3)i 20V 2W 6W 4W i = 4A U = Ri U = 2x2 2W V U=4V P = Ri² P = 6x2² P = 24W

43 Superfície Equipotencial E AB = q. U AB = 0 E E d d d + d d q A B F = K Q. q d² E = K Q d² V= KQ d E E

44 Numa ponte de Wheatsonte (figura abaixo), se o amperímetro A não indicar passagem de corrente, então os pontos a e b têm o mesmo potencial elétrico.

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48 FORÇA MAGNÉTICA DE LORENTZ módulo F M = q. V. B. sen ângulo que V faz com B. se = 0º ou 180º, sen0 = 0 e sen180º = 0, logo F M = 0 se = 90º sen90º = 1, F M = q.v.b

49 F M = F C V = w.r R = mv q B ω=2.π.f f= 1/T

50 FORÇA MAGNÉTICA SOBRE CORRENTES F M = B. i. l. sen ângulo que B faz com i. Fórmula do BIL Se = 0º ou = 180º, sen0 = sen180º = 0, logo F M = 0 se = 90º sen90º = 1 F M = B.i.l máx

51 FORÇA ENTRE CONDUTORES PARALELOS a) no mesmo sentido d l F M B 1 X F M = m 0 i 1 i 2 l 2pd i 1 i 2

52 FORÇA ENTRE CONDUTORES PARALELOS Conclusão: correntes no mesmo sentido Força de atração Analogamente: correntes em sentidos opostos Força de repulsão

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54 EXPERIMENTO DE OERSTED (a) Esquema da experiência de Oersted (b) Ao inverter o sentido da corrente, o sentido do desvio da bússola também muda. (c) Visualização das linhas de força ao redor do fio condutor.

55 EXPERIMENTO DE OERSTED Hans Christian Oersted Dinamarquês ( ) Ocorreu por acaso Conclusão: nascia o que os gregos não unificaram, o eletromagnetismo. Corrente Elétrica (i) Campo Magnético (B) Será que o contrário é verdadeiro?

56 LEI DE BIOT SAVART a) fio condutor retilíneo muito longo. B = m 0.i 2pd ampére metro tesla m 0 = 4p.10-7 T.m A (vácuo)

57 LEI DE BIOT SAVART b) no centro de uma Espira Circular B = m 0. i 2R ampére raio em metro tesla m 0 = 4p.10-7 T.m A

58 LEI DE BIOT SAVART b) no centro de uma Espira Circular

59 LEI DE BIOT SAVART c) Bobina Chata ( N voltas) B = N m 0. i 2R ampére raio em metro tesla

60 LEI DE BIOT SAVART c) Bobina Chata ( N voltas)

61 LEI DE BIOT SAVART d) Bobina longa (solenóide) ampére B = m 0. i. N l nº de voltas metro tesla m 0 = 4p.10-7 T.m A

62 LEI DE BIOT SAVART d) Bobina longa (solenóide)

63 FLUXO MAGNÉTICO (f) tesla T f = B. A. cos weber metros quadrados m² Wb onde ângulo formado entre n e B

64 LEI DE FARADAY variação do fluxo magnético weber = - Df Δt Wb intervalo de tempo f.e.m. volt V segundo s

65 LEI DE LENZ (1834) Permite determinar o sentido da corrente induzida. O sentido da corrente induzida é tal que, por seus efeitos, ela se opõe à causa que lhe deu origem Df = - Δt O sentido que i induz se opõe à causa que lhe deu origem

66 CONCLUSÃO Espira (circuito aberto) f.e.m. induzida Df (variação do fluxo magnético) Espira (circuito fechado) f.e.m. induzida e corrente induzida

67 O TRANSFORMADOR Nos casos simples, os transformadores constam de duas bobinas, primária (1) e secundária (2), independentes e envolvendo um mesmo núcleo de ferro laminado.

68 O TRANSFORMADOR Chamamos de N 1 e N 2 o número de espiras dos enrolamentos primário e secundário, vale a seguinte razão, chamada RAZÃO DE TRANSFORMAÇÃO. N 1 U 1 = N U 2 2

69 O TRANSFORMADOR Admitindo que não há perdas, podemos impor que as potências elétricas do primário e do secundário são iguais. Assim, sendo I 1 e I 2, os valores eficazes das correntes que percorrem o primário e o secundário, respectivamente, podemos escrever: P = U. I = U. I

70 APLICAÇÃO DA LEI DE FARADAY Consideramos um condutor conectado a um circuito elétrico, o condutor pode deslizar pelos trilhos condutores 1 e 2. εind = B.L.v (volt) U=R.i εind=r.i Figura: o circuito compreende (abraça) uma região que é atravessada por um campo magnético uniforme B.

71 EXERCÍCIOS SOBRE INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA Aspecto interno de um gerador de usina hidrelétrica, acoplado à turbina e aos fios condutores. O eixo da turbina, que é movida pela queda-d água, movimenta a espira no campo magnético entre os pólos de um ímã em ferradura ou entre o pólo norte e o pólo sul de dois ímãs em barra. A corrente elétrica é gerada por este movimento, sendo levada para os centros de consumo, através dos curso fios de física elétricos. prof.samuel degtiar