CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA AGROALIMENTAR UNIDADE ACADÊMICA DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS DISCIPLINA: FÍSICA III INFORMAÇÕES GERAIS Prof. Bruno Farias
Conteúdo Programático Arquivo em anexo: CONTEÚDO_PROGRAMÁTICO_FisicaIII.docx
Bibliografia HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos de Física: Eletromagnetismo. Livros Técnicos e Científicos. v. 3, ed. 8. 2009. SEARS, F. W., ZEMANSKY, M. W., Física III - Eletromagnetismo, 12 ª ed., Addison Wesley. São Paulo/SP, 2008. TIPLER, P. A., MOSCA, G., Eletricidade e Magnetismo, Ótica, vol. 1, 5ª ed., LTC, Rio de Janeiro/RJ, 2006.
Avaliação Serão realizadas ao longo do período 03 avaliações. A nota final do discente será obtida através da média aritmética das 03 avaliações. Terá direito a uma prova de reposição o aluno que não comparecer a uma das provas previstas.
Avaliação O aluno que atingir média maior ou igual a 7,0 será considerado aprovado por média. O aluno que tiver média maior ou inferior a 4,0 e inferior a 7,0 estará apto a fazer à prova final. O aluno que não conseguir uma média superior a 4,0 será considerado reprovado por média, exceto os casos de desistências, que será considerado reprovado por falta.
Atendimento ao Aluno O Atendimento aos alunos ocorrerá na sala 11 do bloco de sala dos professores, todas as terças das 14:00 h às 17:00 h. Também haverá atendimento disponibilizado pelo monitor da disciplina em horários a definir.
CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA AGROALIMENTAR UNIDADE ACADÊMICA DE TECNOLOGIA DE ALIMENTOS DISCIPLINA: FÍSICA III CARGA ELÉTRICA E FORÇA ELÉTRICA Prof. Bruno Farias
Introdução No nosso cotidiano estamos cercados de fenômenos elétricos, fenômenos magnéticos e/ou fenômenos eletromagnéticos. Exemplos: O fornecimento de energia para os diversos dispositivos elétricos pela passagem de corrente elétrica.
Leitura de cartões magnéticos, exames clínicos como ressonância magnética.
Radiação emitida por antenas de rádio, TV e telefonia móvel.
Eletromagnetismo O ramo da Física que estuda todos os fenômenos citados anteriormente é eletromagnetismo. Os sub-ramos que compõem o eletromagnetismo são: A eletrostática é estudo dos fenômenos elétricos gerados por portadores de carga elétrica em repouso (assunto que será estudado no 1º estágio). A eletrodinâmica estuda os fenômenos elétricos gerados por portadores de carga elétrica em movimento. O magnetismo estuda os fenômenos gerados por campos magnéticos.
Carga Elétrica A carga elétrica é uma propriedade intrínseca de algumas partículas das quais é feita a matéria, tão importante quanto a massa. Existem dois tipos de carga elétrica: a carga elétrica positiva e a carga elétrica negativa.
A grande quantidade da cargas que existem em qualquer objeto geralmente não pode ser observada porque o objeto contém quantidades iguais dos dois tipos de cargas. Quando existe essa igualdade de cargas, dizemos que o objeto é eletricamente neutro. Quando as quantidades dos dois tipos de cargas são diferentes, dizemos que o objeto está eletricamente carregado.
Interação Eletrostática Os objetos eletricamente carregados interagem exercendo forças uns sobre os outros. Essa interação é regida pelo seguinte princípio: Cargas de mesmo sinal se repelem e cargas de sinais opostos se atraem.
Interação Eletrostática
Lei de Coulomb COULOMB CONSTATOU QUE: DEFINIÇÃO O módulo da força de interação entre duas cargas elétricas puntiformes (q 1 e q 2 ) é diretamente proporcional ao produto dos valores absolutos (módulos) das duas cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância r entre elas.
Lei de Coulomb F k. q 1 r q 2 2 r Onde: F = força elétrica (N) q 1 e q 2 = são as cargas elétricas puntiformes (C) r = distância entre as cargas (m) r= é a constante eletrostática do meio (N.m 2 /C 2 ) q1 F 2 21 F 12 F 12 F 21 r q e F12 F21
Lei de Coulomb CONSTANTE DE PROPORCIONALIDADE O valor da constante k, denominada constante eletrostática, depende do meio em que as cargas se encontram. Essa constante k é definida, no SI, por: k 1 4 onde é a permissividade absoluta do meio onde se encontram as cargas.
Lei de Coulomb CONSTANTE DE PROPORCIONALIDADE Sendo o meio considerado o vácuo, no SI temos: 12 1 2 2 8,85 10 N m C k 0 0 12 1 4 0 1 4 8,85 10 k 0 8,99.10 N. m / C 9 2 2
Exemplo Uma partícula com uma carga de + 3,00 x 10-6 C está a 12,0 cm de distância de uma segunda partícula com uma carga de -1,50 x 10-6 C. Calcule o módulo da força eletrostática entre as partículas.
Princípio da Superposição Em um sistema com N partículas carregadas as partículas interagem independentemente, aos pares, e a força que age sobre uma das partículas, a partícula 1, por exemplo, é dada pela soma vetorial F F F F tot 12 13 14 N F1, 1
Exemplo
Exercício
Exercício
Exercício Qual a intensidade da força eletrostática resultante na carga q, da figura abaixo, se q = 1 x 10-8 C e a = 5 cm?
Aplicação da Atração Eletrostática
Condutores e Isolantes Podemos classificar os materiais de acordo com a facilidade com a qual as cargas elétricas se movem em seu interior. Os condutores são materiais nos quais as cargas elétricas se movem em seu interior. Exemplo: cobre, ferro. Os isolantes são materiais nos quais as cargas não podem se mover. Exemplo: vidro, borracha, plástico. Os semicondutores são materiais com propriedades intermediárias entre as dos condutores e as dos isolantes. Exemplo: silício e germânio.
Teoremas da Cascas na Eletrostática
Exemplo
A Carga Elétrica é Quantizada Quando uma grandeza física pode assumir apenas certos valores, dizemos que é quantizada; a carga elétrica é uma dessas grandezas. Todas as quantidades de cargas positivas e negativas q que podem ser detectadas podem ser escritas na forma: q ne, n 1, 2, 3,..., onde e, a carga elementar, tem valor aproximado e 1,602 10 19 C.
Exemplo
Exemplo
Exercício
A Carga Elétrica é Conservada Princípio de conservação da carga elétrica: A soma algébrica de todas as cargas elétricas existentes em um sistema isolado permanece sempre constante.