Sumário Eletricidade e Magnetismo Um Panorama Geral 1 3.4 Potencial elétrico de distribuições de carga diversas 79 3.5 Determinação do campo elétrico a partir do potencial elétrico 83 O que já aprendemos | Guia de estudo para exercícios 87 Questões de múltipla escolha 90 Questões 91 Problemas 92 1 Eletrostática 7 1.1 1.2 1.3 Eletromagnetismo 8 Carga elétrica 9 Isolantes, condutores, semicondutores e supercondutores 12 1.4 Eletrização eletrostática 14 1.5 Força eletrostática – lei de Coulomb 16 1.6 A lei de Coulomb e a lei de Newton da gravitação 23 O que já aprendemos | Guia de estudo para exercícios 23 Questões de múltipla escolha 28 Questões 29 Problemas 30 2 Potencial Elétrico 69 3.1 3.2 3.3 _Bauer_Livro_3.indb xxiii Energia potencial elétrica 70 Definição de potencial elétrico 71 Linhas e superfícies equipotenciais 76 Capacitores 97 4.1 Capacitância 98 4.2 Circuitos 100 4.3 Capacitor de placas paralelas 101 4.4 Capacitor cilíndrico 103 4.5 Capacitor esférico 103 4.6 Capacitores em circuitos 104 4.7 Energia armazenada em capacitores 108 4.8 Capacitores com dielétricos 112 4.9 Visão microscópica de dielétricos 115 O que já aprendemos | Guia de estudo para exercícios 117 Questões de múltipla escolha 121 Questões 122 Problemas 122 Campos Elétricos e a Lei de Gauss 34 2.1 Definição de campo elétrico 35 2.2 Linhas de campo 36 2.3 Campo elétrico gerado por cargas puntiformes 38 2.4 Campo elétrico devido a um dipolo 40 2.5 Distribuições de carga gerais 41 2.6 Força devido a um campo elétrico 45 2.7 Fluxo elétrico 49 2.8 A lei de Gauss 50 2.9 Simetrias especiais 53 O que já aprendemos | Guia de estudo para exercícios 59 Questões de múltipla escolha 62 Questões 63 Problemas 64 3 4 5 Corrente e Resistência 128 5.1 Corrente elétrica 129 5.2 Densidade de corrente 132 5.3 Resistividade e resistência 135 5.4 Força eletromotriz e lei de Ohm 140 5.5 Resistores em série 142 5.6 Resistores em paralelo 145 5.7 Energia e potência em circuitos elétricos 149 5.8 Diodos: vias de mão única em circuitos 151 O que já aprendemos | Guia de estudo para exercícios 152 Questões de múltipla escolha 155 Questões 156 Problemas 157 26/04/12 08:38 xxiv 6 Sumário 6.1 As Leis de Kirchhoff 163 6.2 Circuitos de uma única malha 166 6.3 Circuitos com várias malhas 167 6.4 Amperímetros e voltímetros 171 6.5 Circuitos RC 173 O que já aprendemos | Guia de estudo para exercícios 179 Questões de múltipla escolha 181 Questões 182 Problemas 183 7 9.9 Energia e densidade de energia em um campo magnético 270 9.10 Aplicações na tecnologia da informação 271 O que já aprendemos | Guia de estudo para exercícios 272 Questões de múltipla escolha 275 Questões 276 Problemas 277 Circuitos de Corrente Contínua 162 10 10.1 Circuitos LC 283 10.2 Análise de oscilações LC 285 10.3 Oscilações amortecidas em um circuito RLC 288 10.4 Circuitos CA forçados 289 10.5 Circuito RLC em série 292 10.6 Energia e potência em circuitos CA 299 10.7 Transformadores 303 10.8 Retificadores 305 O que já aprendemos | Guia de estudo para exercícios 306 Questões de múltipla escolha 310 Questões 311 Problemas 312 Magnetismo 188 Ímãs permanentes 189 Força magnética 192 Movimento de partículas carregadas em um campo magnético 195 7.4 Força magnética sobre um fio condutor de corrente 202 7.5 Torque sobre uma espira condutora de corrente 204 7.6 Momento de dipolo magnético 205 7.7 Efeito Hall 205 O que já aprendemos | Guia de estudo para exercícios 207 Questões de múltipla escolha 209 Questões 210 Problemas 211 7.1 7.2 7.3 8 Campos Magnéticos Produzidos por Cargas em Movimento 216 8.1 8.2 A Lei de Biot-Savart 217 Campos magnéticos devido a distribuições de corrente 218 8.3 A lei de Ampère 227 8.4 Campos magnéticos de solenoides e toroides 228 8.5 Átomos como ímãs 233 8.6 Propriedades magnéticas da matéria 234 8.7 Magnetismo e supercondutividade 237 O que já aprendemos | Guia de estudo para exercícios 238 Questões de múltipla escolha 242 Questões 243 Problemas 244 9 Correntes e Oscilações Eletromagnéticas 282 11 Ondas Eletromagnéticas 316 11.1 Campos magnéticos induzidos 317 11.2 Corrente de deslocamento 318 11.3 As equações de Maxwell 320 11.4 Soluções de onda para as equações de Maxwell 320 11.5 A velocidade da luz 324 11.6 O espectro eletromagnético 324 11.7 Ondas eletromagnéticas progressivas 327 11.8 Vetor de Poynting e transporte de energia 328 11.9 Pressão de radiação 330 11.10 Polarização 334 11.11 Derivação da equação de onda 338 O que já aprendemos | Guia de estudo para exercícios 339 Questões de múltipla escolha 343 Questões 344 Problemas 345 Apêndice A Resumo Matemático A-1 Apêndice B Massas de Isótopos, Energias de Ligação e Meias-vidas B-1 Indução Eletromagnética 249 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6 9.7 9.8 _Bauer_Livro_3.indb xxiv Os experimentos de Faraday 250 A lei de Faraday da indução 252 A lei de Lenz 256 Geradores e motores 261 Campo elétrico induzido 263 Indutância de um solenoide 263 Autoindutância e indutância mútua 264 Circuitos RL 267 Apêndice C Propriedades dos Elementos C-1 Respostas das Questões e dos Problemas Selecionados R-1 Créditos das Fotos Índice C-1 I-1 26/04/12 08:38