Eletricidade e Magnetismo I

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1 Eletricidade e Magnetismo I Eletrostática Victor O. Rivelles Instituto de Física da Universidade de São Paulo Edifício Principal, Ala Central, sala [email protected]

2 Eletricidade e Magnetismo Eram conhecidos desde a antiguidade.

3 Eletricidade e Magnetismo Eram conhecidos desde a antiguidade. Tales de Mileto faz a primeira menção ao magnetismo cerca de 600 AC. Na China a mais antiga referência data do século 4 AC.

4 Eletricidade e Magnetismo Eram conhecidos desde a antiguidade. Tales de Mileto faz a primeira menção ao magnetismo cerca de 600 AC. Na China a mais antiga referência data do século 4 AC. A bateria de Bagdá foi construída em cerca de 250 AC.

5 Eletricidade e Magnetismo Eram conhecidos desde a antiguidade. Tales de Mileto faz a primeira menção ao magnetismo cerca de 600 AC. Na China a mais antiga referência data do século 4 AC. A bateria de Bagdá foi construída em cerca de 250 AC. A bússola foi inventado pelos chineses entre o século II AC e o século I DC. Foi usado para navegação à partir do século XI e introduzido na Europa no século XII. A bússola seca foi inventado em 1300.

6 William Gilbert Estudou a eletricidade estática e o magnetismo: 1600 De Magnete

7 William Gilbert Estudou a eletricidade estática e o magnetismo: 1600 De Magnete Usava um pedaço de ambar (em grego: elektron) para estudar a eletricidade estática.

8 William Gilbert Estudou a eletricidade estática e o magnetismo: 1600 De Magnete Usava um pedaço de ambar (em grego: elektron) para estudar a eletricidade estática. Chama a força resultante de força elétrica. Concluiu que a Terra é um imenso imã e por isso a agulha de uma bússola aponta para o Norte. Ela não é atraída pela estrela polar!

9 William Gilbert Estudou a eletricidade estática e o magnetismo: 1600 De Magnete Usava um pedaço de ambar (em grego: elektron) para estudar a eletricidade estática. Chama a força resultante de força elétrica. Concluiu que a Terra é um imenso imã e por isso a agulha de uma bússola aponta para o Norte. Ela não é atraída pela estrela polar! Video: Campo magnético da Terra Video: Terrella

10 William Gilbert Estudou a eletricidade estática e o magnetismo: 1600 De Magnete Usava um pedaço de ambar (em grego: elektron) para estudar a eletricidade estática. Chama a força resultante de força elétrica. Concluiu que a Terra é um imenso imã e por isso a agulha de uma bússola aponta para o Norte. Ela não é atraída pela estrela polar! Video: Campo magnético da Terra Video: Terrella Teve uma enorme influência sobre Kepler e Newton!

11 Benjamin Franklin Dois tipos de eletricidade eram conhecidas: Eletricidade vítrea Eletricidade resinosa

12 Benjamin Franklin Dois tipos de eletricidade eram conhecidas: Eletricidade vítrea Eletricidade resinosa Ao redor de 1750 Franklin propõem que a eletricidade é um fluído invisível. Matéria com pouco fluído elétrico: carregado NEGATIVAMENTE com excesso: carregado POSITIVAMENTE Positivo: eletricidade vítrea; Negativo: eletricidade resinosa.

13 Benjamin Franklin Dois tipos de eletricidade eram conhecidas: Eletricidade vítrea Eletricidade resinosa Ao redor de 1750 Franklin propõem que a eletricidade é um fluído invisível. Matéria com pouco fluído elétrico: carregado NEGATIVAMENTE com excesso: carregado POSITIVAMENTE Positivo: eletricidade vítrea; Negativo: eletricidade resinosa. Em 1750 propõem que há eletricidade em raios numa tempestade.

14 Benjamin Franklin Dois tipos de eletricidade eram conhecidas: Eletricidade vítrea Eletricidade resinosa Ao redor de 1750 Franklin propõem que a eletricidade é um fluído invisível. Matéria com pouco fluído elétrico: carregado NEGATIVAMENTE com excesso: carregado POSITIVAMENTE Positivo: eletricidade vítrea; Negativo: eletricidade resinosa. Em 1750 propõem que há eletricidade em raios numa tempestade. Invenção do para-raios.

15 Benjamin Franklin Ao esfregar um lenço de seda num pedaço de vidro ambos ficarão eletricamente carregados e se atrairão.

16 Benjamin Franklin Ao esfregar um lenço de seda num pedaço de vidro ambos ficarão eletricamente carregados e se atrairão. Convenção: cargas nos vidro: POSITIVA; cargas na seda: NEGATIVA.

17 Benjamin Franklin Ao esfregar um lenço de seda num pedaço de vidro ambos ficarão eletricamente carregados e se atrairão. Convenção: cargas nos vidro: POSITIVA; cargas na seda: NEGATIVA. Cargas opostas atraem-se.

18 Benjamin Franklin Ao esfregar um lenço de seda num pedaço de vidro ambos ficarão eletricamente carregados e se atrairão. Convenção: cargas nos vidro: POSITIVA; cargas na seda: NEGATIVA. Cargas opostas atraem-se. Dois pedaços de vidro carregados da forma acima, repelem-se entre si: cargas positivas repelem-se.

19 Benjamin Franklin Ao esfregar um lenço de seda num pedaço de vidro ambos ficarão eletricamente carregados e se atrairão. Convenção: cargas nos vidro: POSITIVA; cargas na seda: NEGATIVA. Cargas opostas atraem-se. Dois pedaços de vidro carregados da forma acima, repelem-se entre si: cargas positivas repelem-se. Ao esfregar um lenço de seda num pedaço de âmbar, o âmbar atrai um pedaço de vidro carregado, portanto tem carga negativa.

20 Benjamin Franklin Ao esfregar um lenço de seda num pedaço de vidro ambos ficarão eletricamente carregados e se atrairão. Convenção: cargas nos vidro: POSITIVA; cargas na seda: NEGATIVA. Cargas opostas atraem-se. Dois pedaços de vidro carregados da forma acima, repelem-se entre si: cargas positivas repelem-se. Ao esfregar um lenço de seda num pedaço de âmbar, o âmbar atrai um pedaço de vidro carregado, portanto tem carga negativa. Dois pedaços de âmbar carregados da forma acima repelem-se: portanto, cargas negativas repelem-se.

21 Benjamin Franklin Ao esfregar um lenço de seda num pedaço de vidro ambos ficarão eletricamente carregados e se atrairão. Convenção: cargas nos vidro: POSITIVA; cargas na seda: NEGATIVA. Cargas opostas atraem-se. Dois pedaços de vidro carregados da forma acima, repelem-se entre si: cargas positivas repelem-se. Ao esfregar um lenço de seda num pedaço de âmbar, o âmbar atrai um pedaço de vidro carregado, portanto tem carga negativa. Dois pedaços de âmbar carregados da forma acima repelem-se: portanto, cargas negativas repelem-se. Video: Experiência de Franklin

22 Benjamin Franklin Ao esfregar um lenço de seda num pedaço de vidro ambos ficarão eletricamente carregados e se atrairão. Convenção: cargas nos vidro: POSITIVA; cargas na seda: NEGATIVA. Cargas opostas atraem-se. Dois pedaços de vidro carregados da forma acima, repelem-se entre si: cargas positivas repelem-se. Ao esfregar um lenço de seda num pedaço de âmbar, o âmbar atrai um pedaço de vidro carregado, portanto tem carga negativa. Dois pedaços de âmbar carregados da forma acima repelem-se: portanto, cargas negativas repelem-se. Video: Experiência de Franklin No processo de fricção a seda e o vidro estão inicialmente descarregados. Após a fricção ficam carregados. Se o lenço é agora enrolado no vidro não há mais força elétrica. Não há carga elétrica no final. Lei da conservação da carga elétrica.

23 Lei de Coulomb Início do estudo quantitativo da eletricidade e magnetismo.

24 Lei de Coulomb Início do estudo quantitativo da eletricidade e magnetismo. Em 1767 Joseph Priestley propõem que a força elétrica cai com o inverso do quadrado da distância.

25 Lei de Coulomb Início do estudo quantitativo da eletricidade e magnetismo. Em 1767 Joseph Priestley propõem que a força elétrica cai com o inverso do quadrado da distância. Em 1785 Charles Augustin de Coulomb determina a força entre cargas elétricas: Lei de Coulomb. Video: Balança de torção Video: Balança de torção moderna

26 Lei de Coulomb Início do estudo quantitativo da eletricidade e magnetismo. Em 1767 Joseph Priestley propõem que a força elétrica cai com o inverso do quadrado da distância. Em 1785 Charles Augustin de Coulomb determina a força entre cargas elétricas: Lei de Coulomb. Video: Balança de torção Video: Balança de torção moderna A força produzida por duas cargas é proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre elas. F = 1 q 1 q 2 4πɛ 0 r 3 r