Programação
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Física III para Engenharia - 2020
O curso aborda essencialmente os aspectos dos fenômenos eletromagnéticos. Há uma enorme gama de fenômenos e aplicações que não podem ser entendidos sem levar em conta processos físicos envolvendo as interações elétricas e magnéticas. Ao estudarmos as forças elétricas e magnéticas nosso conhecimento sobre a natureza amplia-se enormemente, permitindo o entendimento de muitos outros processos físicos envolvendo movimento e troca de energia. Na verdade, o eletromagnetismo nos revela muito mais do que simplesmente a ação mútua (força) entre dois objetos carregados. Como veremos, os fenômenos eletromagnéticos levam naturalmente ao conceito de campo, o qual possui uma dinâmica própria, e à descrição das ondas eletromagnéticas. Este fato possui consequências de enorme importância tanto do ponto de vista de aplicações tecnológicas quanto para diversos outros desenvolvimentos da física desde o último século até o presente, tendo inspirado até mesmo os desenvolvimentos que levaram a um entendimento correto da gravitação como formulada pela Relatividade Geral de Einstein.
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Todas as informações sobre o curso podem ser encontradas no manual do curso disponível no site: http://fig.if.usp.br/fisica3/
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Bibliografia recomendada:O livro-texto da disciplina é o Sears & Zemansky, Física III, 12a edição, Young & Freedman.
Dentre os diversos outros textos de nível introdutório recomendamos
a) Volume 3 do “Fundamentos de Física”, Halliday, Resnick e Walker.
b) Volume 3 do “Curso de Física Básica”, Moyses Nussenzveig, Ed. Edgard Blucher.
c) Volume 2 do “The Feynman Lectures on Physics”, R. P. Feynman, R. B. Leightone M. Sands, Addison-Wesley Pub. Co.
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Plantão para atendimento de dúvidas (Monitoria)
- A monitoria ocorrerá nos seguintes dias/horários:
Cronograma do curso:
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21.1 Carga Elétrica;
21.2 Condutores, Isolantes e Cargas Induzidas;
21.3 Lei de Coulomb;
21.4 Campo Elétrico e Forças Elétricas;
21.5 Determinação do Campo Elétrico;
21.6 Linhas de Força de um Campo Elétrico;
21.7 Dipolos Elétricos (22.1 a 22.9).
Exercícios sugeridos: 21.2(22.2), 21.8(22.8), 21.32(22.16), 21.43(22.31), 21.53(22.37), 21.62(22.46), 21.90(22.69), 21.96(22.76), 21.107(22.87).Os números dos capítulos, das seções e dos exercícios são os da 12a edição do Física III de Young e Freedman. Os números entre parênteses se referem aos capítulos e às seções correspondentes da 10a edição.
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22.1 Carga Elétrica e Fluxo Elétrico;
22.2 Determinaçãoo do Fluxo Elétrico;
22.3 Lei de Gauss;
22.4 Aplicações da Lei de Gauss;
22.5 Cargas em Condutores (23.1 a 23.6).
Exercícios sugeridos: 22.1(23.1), 22.4(só na 12 a ed.), 22.8(23.6), 22.16(23.12), 22.35(23.23), 22.45(23.27), 22.48(23.30), 22.56(23.44), 22.57(23.45).
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23.1 Energia Potencial Elétrica;
23.2 Potencial Elétrico;
23.3 Determinação do Potencial Elétrico;
23.4 Superfícies Equipotenciais;
23.5 Gradiente de Potencial (24.1 a 24.6).
Exercícios sugeridos: 23.22(24.16), 23.33(24.25), 23.43(24.73), 23.48(24.32), 23.62(24.58), 23.79(24.73), 23.90(24.84).
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24.1 Capacitância e Capacitores;
24.2 Capacitores em Série e em Paralelo;
24.3 Armazenamento de Energia em Capacitores e Energia do Campo Elétrico;
24.4 Dielétricos;
24.5 Modelo Molecular da Carga Induzida;
24.6 Lei de Gauss em Dielétricos (25.1 a 25.6).
Exercícios sugeridos: 24.15(25.9), 24.28(25.20), 24.29(25.21), 24.50(25.36), 24.51(25.37), 24.53(25.39), 24.54(25.40), 24.39(25.27), 24.71(25.55), 24.72(25.56).
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25.1 Corrente;
25.2 Resistividade;
25.3 Resistência;
25.4 Força Eletromotriz e Circuitos;
25.5 Energia e Potência em Circuitos Elétricos (26.1 a 26.6).
Exercícios sugeridos: 25.1(26.1), 25.13(26.9), 25.32(26.20), 25.35(26.21), 25.64(26.48), 25.65(26.49).
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27.1 Magnetismo;
27.2 Campo Magnético;
27.3 Linhas de Campo Magnético e Fluxo Magnético;
27.4 Movimento de Partículas Carregadas em um Campo Magnético;
27.5 Aplicações de Movimento e Partículas Carregadas;
27.6 Força Magnética sobre um Condutor Trasportando uma Corrente;
27.7 Força e Torque sobre uma Espira de Corrente;
27.8 O Motor de Corrente Contínua (28.1 a 28.9).
Exercícios sugeridos: 27.1(28.1), 27.6(28.6), 27.15(28.13), 27.46(28.32), 27.49(28.35), 27.75(28.57), 27.81(28.63), 27.82(28.64), 27.83(28.65).
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28.1 Campo Magnético de uma Carga em Movimento;
28.2 Campo Magnético de um Elemento de Corrente;
28.3 Campo Magnético de um Condutor Retilíneo Transportando uma Corrente;
28.4 Força entre Condutores Paralelos;
28.5 Campo Magnético de uma Espira Circular;
28.6 Lei de Ampère;
28.7 Aplicações da Lei de Ampère; (29.1 e 29.8).
Exercícios sugeridos: 28.1(29.1), 28.19(29.10), 28.29(29.15), 28.30(29.18), 28.36(29.23), 28.38(29.25), 28.45(29.29), 28.63(29.49), 28.64(29.50), 28.66(29.52).
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28.8 Materiais Magnéticos (29.9).
Exercícios sugeridos: 28.47(29.31), 28.48(29.32), 28.49(29.33).
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29.1 Experiências de Indução;
29.2 Lei de Faraday;
29.3 Lei de Lenz;
29.4 Força Eletromotriz Produzida pelo Movimento;
29.5 Campos Elétricos Induzidos;
29.6 Correntes de Foucault;
29.7 Corrente de deslocamento (30.1 a 30.8).
Exercícios sugeridos: 29.2(30.2), 29.3(30.3), 29.7(30.36), 29.16(30.13), 29.25(30.18), 29.31(30.24), 29.61(30.39), 29.64(30.42), 29.65(30.43), 29.77(30.50), 29.36(29.37), 29.38(29.39), 29.72(29.69).
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30.1 Indutância Mútua;
30.2 Indutores e Auto-Indutância;
30.3 Energia do Campo Magnético;
30.5 O Circuito L-C.
Exercícios sugeridos: 30.1(31.1), 30.3(31.5), 30.9(31.7), 30.16(31.14).
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32.1 Equações de Maxwell e Ondas Eletromagnéticas;
32.2 Ondas Eletromagnéticas Planas e a Velocidade da Luz;
32.3 Ondas Eletromagnéticas Senoidais;
32.4 Energia em Ondas Eletromagnéticas;
32.5 Ondas Eletromagnéticas Estacionárias (33.1 a 33.7).
Material Extra: Forma Integral e Diferencial das Equações de Maxwell.
Exercícios sugeridos: 32.6(33.4), 32.9(33.5), 32.16(33.16), 32.28(33.14), 32.31(33.25), 32.33(33.23), 32.34(33.26), 32.42(33.29), 32.44(33.44), 32.46(33.36).