Física III (2025/01) - IFUSP

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Introdução

O eletromagnetismo é a área da física que estuda os fenômenos relacionados à eletricidade e ao magnetismo. Ele utiliza como base o conceito de campos elétrico e magnético, descrevendo a relação entre os dois campos em separados, bem como combinando-os. O eletromagnetismo se baseia nos princípios de carga elétrica e variação de fluxo magnético. Cargas elétricas estacionárias geram campos elétricos. Cargas elétricas em movimento geram campos magnéticos, ou seja, campos magnéticos são gerados por correntes elétricas. Já a variação do fluxo magnético produz campos elétricos através da indução eletromagnética. De forma similar, a variação do fluxo elétrico produz campos magnéticos. Uma vez que há uma relação de dependência mútua entre os campos, esses formam um único campo chamado de campo eletromagnético.

Os estudos do eletromagnetismo tiveram início a partir de experiências do físico Hans Christian Oersted, no século XIX. Por volta de 1820, Oersted desenvolveu uma experiência empírica que permitiu estabelecer uma relação entre os fenômenos magnéticos e elétricos, dando origem ao eletromagnetismo. Outros físicos também contribuíram para o desenvolvimento do eletromagnetismo, entre eles André-Marie Ampère, William Sturgeon, Joseph Henry, Georg Simon Ohm, Michael Faraday e Nikola Tesla. A invenção do primeiro eletroímã, feita pelo físico e matemático André-Marie Ampère, foi fundamental para a criação e o aperfeiçoamento de aparelhos elétricos, como o telefone, o microfone e o alto-falante. O físico Michael Faraday descobriu a indução eletromagnética, descoberta essa que foi essencial para a invenção de motores elétricos e também transformadores. Com essas descobertas, em 1861, o físico James Clerk Maxwell unificou os campos elétrico e magnético através de equações que descrevem os fenômenos elétricos e magnéticos como um só: fenômenos de origem eletromagnética. Essa unificação foi um dos mais importantes trabalhos em física no século XIX. A formulação matemática moderna das equações de Maxwell deve-se a Oliver Heaviside e Willard Gibbs, que em 1884 reformularam o sistema original de equações em uma representação mais simples, utilizando-se de cálculo vetorial. Maxwell também havia publicado um trabalho, em 1873, utilizando notações com base em quaternions, que acabou se tornando impopular. A mudança para notação vetorial produziu uma representação matemática simétrica que reforçava a percepção das simetrias físicas entre os vários campos. Tais equações também descreverm a natureza ondulatória da luz, que é uma onda eletromagnética. O desenvolvimento desses estudos foi importante para a realização de invenções como a lâmpada elétrica, criada por Thomas Edison, e o gerador de corrente alternada, criado por Nikola Tesla. O sucesso da teoria de Maxwell contribuiu também para a criação da Teoria da Relatividade de Albert Einstein.

*** Mais informações sobre esse curso, incluindo listas de exercícios, provas de anos anteriores etc., podem ser encontradas no site geral da disciplina Física III ***

Dia, Horário e Local das Aulas

• Segundas-feiras: das 21h00 às 23h00
• Terças-feiras: das 19h10 às 21h00
• Sextas-feiras: das 19h00 às 21h00

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Bibliografia

Livro-texto do curso:

• Física III - Eletromagnetismo / Young Freedman, 12a Edição, São Paulo: Addison Wesley, 2009

Vídeo-aulas da UNIVESP ministradas pelos Profs. Luiz Marco Brescansin e Carola Dobrigkeit Chinellato da UNICAMP:

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Método de Avaliação

• A avaliação será baseada em três provas parciais com pesos iguais
• A ausência em qualquer prova parcial implica em nota nula para aquela prova
• Após as três provas parciais, haverá uma prova substitutiva apenas para aqueles que perderam uma das provas parciais
• A média parcial será dada por \(M = (P_1 + P_2 + P_3)/3\), onde \(M \geqslant 5 \) significa Aprovado, \( 3 \leqslant M < 5 \) significa Recuperação, e \(M < 3\) significa Reprovado
• Após a prova substitutiva, haverá uma prova de recuperação apenas para alunos com \( 3 \leqslant M < 5 \)
• Para aqueles que fizerem a prova de recuperação, a nota final será dada por \(M_F=(M+P_{\mathrm{Rec}})/2\), onde \(M_F \geqslant 5\) significa Aprovado e \(M_F < 5\) significa Reprovado

• Monitor: Felipe Machado Salvador (felipe.machado.salvador@usp.br)
• Horários: Segunda-feira (presencial) das 17 às 18h - (Sala 2019); Quinta-feira (online) das 17 às 18h - meet.google.com/jvx-yyqg-ojh