Aula1_2013

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Profa. Erika Cabral
2013/2
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13/08/2013 2
Aulas de Física II
Profa.: Erika Dias Cabral
email: erikadiascabral@gmail.com
erikadias@uezo.rj.gov.br
Disponibilidades de horários na UEZO:
Terça-feira: 8:00h-17:00h
Quarta-feira: 8:00h-17:00h
Quinta-feira: 12:00h-22:00h
Sexta-feira: 8:00h-17:00h
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Física II - Carga horária: 80h
Conteúdo programático:
1- Lei de Coulomb;
2- Campos elétricos;
3- Lei de Gauss;
4- Potencial elétrico;
5- Corrente elétrica;
6- Lei de Ohm;
7- Campos magnéticos;
8- Lei de Ampere e Biot Savart;
9- Lei de Faraday, indutância, corrente de deslocamento;
10 – Otica: Fenômenos de interferência, difração e polarização;
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Livros:
• Halliday, Resnick e Walker, Fundamentos de Física, 
Volume 3 Ed. LTC.
• Sears, Zemansky, Young e Freedman, Física III, Ed. 
Pearson Education.
• Moyses Nussenzveig, Curso de Física Básica – Volume 3. 
Ed. Edgard Blücher.
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Avaliações: 
Datas previstas para prova:
AV1 – Prova escrita: 04/10/2013 (Conteúdo: primeira parte da
matéria)
AV2 – Prova escrita: 04/12/2013 (Conteúdo: segunda parte da
matéria)
AV3 – Prova escrita: 13/12/2013 (Conteúdo: Toda a matéria)
Frequência: A frequência mínima exigida é de 75 % do total 
das aulas previstas.
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Carga Elétrica
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Existem 4 Forças Fundamentais da Natureza
• Gravitacional ( 1/r2)
– Matéria (graviton)
• Eletromagnética ( 1/r2)
– Cargas Elétricas, átomos, sólidos (fóton)
• Fraca
– Decaimento Radioativo beta (Bóson)
• Nuclear forte
– Mantém o núcleo ligado (curto alcance) (gluon)


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Eletromagnetismo
Eletromagnetismo é a força que atua entre partículas carregadas.
Estas incluem força eletrostática, atuando entre cargas em repouso, e
o efeito combinado das forças elétrica e magnética entre cargas em
movimento relativo.
Eletromagnetismo é uma força de longo alcance que é relativamente
forte, e além disto está presente na maioria de nossos fenômenos
diários.
Carga elétrica
A carga elétrica está presente em todos os objetos. É
uma propriedade intrínseca das partículas que
constituem a matéria.
Objetos em geral contêm quantidades iguais de dois
tipos de carga: positiva e negativa. Tais objetos são
eletricamente neutros.
Contudo, se por exemplo atritarmos um pente num
tecido qualquer, há transferência de carga de um para o
outro e o pente fica carregado com um dos tipos de
carga em excesso. Ele então passa a atrair pequenos
objetos.
A escolha dos sinais das cargas é mera convenção.
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Os átomos consistem de elétrons e
núcleos.
Os átomos têm tamanhos ~5 x 10-10 m.
Os núcleos têm tamanhos ~5 x 10-15 m.
O próprio núcleo consiste de dois tipos
de partículas: prótons e nêutrons. Os
elétrons são carregados negativamente.
Os prótons são carregados
positivamente. Os nêutrons são neutros
(carga zero).
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Neutron (n): Massa (m = 1.67510-27
kg); Carga q = 0
Próton (p): Massa (m = 1.67310-27
kg); Carga q = +1.60210-19 C
Elétron (e): Massa (m = 9.1110-31 kg); 
Carga q = -1.60210-19 C
Ne
Np
Nn
Carga Quantizada
Agora que identificamos a carga dos componentes atômicos (elétrons,
prótons, neutrons), isso é claro que a carga total de um objeto que
contem Ne elétrons, Np prótons e Nn neutrons é dado por:
Qtot= -eNe + eNp + 0Nn = e(Np-Ne) = ne.
Aqui n = (Np-Ne) ; e é um número inteiro. Então a carga total é
quantizada.
Isso signifiva que não podemos tomar qualquer valor arbitrário e sim
somentes valores que são múltiplos da carga elementar do elétron e.
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Condutores e isolantes
A estrutura e a natureza elétrica dos átomos são responsáveis pelas
propriedades dos condutores e isolantes.
Repetindo a experiência anterior com um bastão de metal neutro, ao invés
de vidro, observa-se que há cargas com grande mobilidade: elétrons,
“fluido” (assim se pensava) de carga negativa.
Materiais como o cobre (metais) são chamados condutores, onde o
excesso de carga concentra-se apenas numa determinada região, ao
contrário dos isolantes, onde as cargas têm baixa mobilidade. Metais,
soluções e corpo humano são exemplos de condutores. Vidro, papel,
borracha, plásticos e água destilada são exemplos de isolantes.
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Condutores e isolantes
Há ainda os supercondutores , onde o fluido eletrônico ocorre sem 
resistência elétrica.
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PROCESSOS DE ELETRIZAÇÃO 
Eletrização por atrito
Atritando-se dois
corpos A e B, os
elétrons são forçados a
passar de um corpo
para o outro, ficando
um carregado
positivamente e o
outro carregado
negativamente.
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Eletrização por contato
Colocando-se em contato dois condutores, um eletrizado e o outro
neutro, este se eletriza com cargas do mesmo sinal de A.
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Eletrização por Indução
Na eletrização por indução , o induzido eletriza-se com carga de sinal 
contrário ao indutor. A carga do indutor não se altera.
silk
glass rod
silk
glass rod
-
- -
-
+
+
+
+
Conservação de Carga
Conservação de carga podem ser resumidas como
segue: Em qualquer processo a quantidades de
carga no início é igual à carga no final do processo.
i fQ Q
Carga total antes = Carga total no depois
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Exemplo: Duas esferas condutoras iguais 1 e 2, possuem cargas iguais
e estão separadas por uma distância muito maior que o diâmetro. A
força eletrostática a que a esfera 2 está submetida devido a presença da
esfera 1 é F. Uma terceira esfera 3, igual às duas primeiras, que dispõe
de um cabo não-condutor e está inicialmente neutra, é colocada em
contato primeiro com a esfera 1, depois com a esfera 2 e, finalmente,
removida. A força eletrostática à qual a esfera 2 agora está submetida
tem módulo F´. Qual é o valor da razão F´/F?
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Próxima aula:
Lei de Coulomb