1. O canudo de plástico 2. Campos de interação 3. Carga elétrica e massa (gravitacional) 4. Lei de Coulomb 5. Princı́pio de superposição Carga elétrica e campo elétrico Maurı́cio Ortiz Calvão Instituto de Fı́sica Universidade Federal do Rio de Janeiro Rio de Janeiro - RJ Maurı́cio Ortiz Calvão Carga elétrica e campo elétrico Motivação: “Desde uma visão extensa da história da humanidade – vista, digamos, de dez mil anos a partir de agora – pouca dúvida pode haver de que julgar-se-á como o evento mais significativo do século XIX a descoberta, por Maxwell, das leis da eletrodinâmica.” R. P. Feynman, in The Feynman Lectures on Physics Motivação: “Desde uma visão extensa da história da humanidade – vista, digamos, de dez mil anos a partir de agora – pouca dúvida pode haver de que julgar-se-á como o evento mais significativo do século XIX a descoberta, por Maxwell, das leis da eletrodinâmica.” R. P. Feynman, in The Feynman Lectures on Physics Provocação: “Eu imagino, contudo, que não há qualquer solução para esse problema da educação a não ser dar-se conta de que o melhor ensino só pode ser feito quando existe uma relação individual direta entre o estudante e um bom professor – uma situação na qual o estudante discute as idéias, pensa sobre as coisas e fala sobre as coisas. É impossı́vel aprender muito simplesmente sentado numa aula ou mesmo simplesmente resolvendo problemas que foram passados.” R. P. Feynman, in The Feynman Lectures on Physics 1. O canudo de plástico 2. Campos de interação 3. Carga elétrica e massa (gravitacional) 4. Lei de Coulomb 5. Princı́pio de superposição 1. O canudo de plástico o experimento em si eletrização por atrito ou contato por indução ou influência por efeito fotoelétrico classificação dos materiais quanto à passagem de corrente elétrica condutores isolantes ou dielétricos semi-condutores super-condutores Maurı́cio Ortiz Calvão Carga elétrica e campo elétrico 1. O canudo de plástico 2. Campos de interação 3. Carga elétrica e massa (gravitacional) 4. Lei de Coulomb 5. Princı́pio de superposição diagrama de forças outros exemplos: estrelas carregadas (astronomia); raios na atmosfera (meteorologia); campos escalares, vetorias, etc (matemática); computadores Maurı́cio Ortiz Calvão Carga elétrica e campo elétrico 1. O canudo de plástico 2. Campos de interação 3. Carga elétrica e massa (gravitacional) 4. Lei de Coulomb 5. Princı́pio de superposição 2. Campos de interação Maurı́cio Ortiz Calvão Carga elétrica e campo elétrico 1. O canudo de plástico 2. Campos de interação 3. Carga elétrica e massa (gravitacional) 4. Lei de Coulomb 5. Princı́pio de superposição 2. Campos de interação Maurı́cio Ortiz Calvão Carga elétrica e campo elétrico 1. O canudo de plástico 2. Campos de interação 3. Carga elétrica e massa (gravitacional) 4. Lei de Coulomb 5. Princı́pio de superposição Maurı́cio Ortiz Calvão Carga elétrica e campo elétrico 1. O canudo de plástico 2. Campos de interação 3. Carga elétrica e massa (gravitacional) 4. Lei de Coulomb 5. Princı́pio de superposição sistemas de fonte e de teste interações fundamentais: gravitacional, eletromagnética, forte e fraca velocidade finita, invariante, de propagação de sinais estado da fonte no passado; cone de luz; tempo retardado partı́culas mediadoras; teoria quântica de campos; massa e spin Maurı́cio Ortiz Calvão Carga elétrica e campo elétrico 1. O canudo de plástico 2. Campos de interação 3. Carga elétrica e massa (gravitacional) 4. Lei de Coulomb 5. Princı́pio de superposição estrutura atômica ou corpuscular da matéria: elétron, próton, nêutron Maurı́cio Ortiz Calvão Carga elétrica e campo elétrico 1. O canudo de plástico 2. Campos de interação 3. Carga elétrica e massa (gravitacional) 4. Lei de Coulomb 5. Princı́pio de superposição 3. Carga elétrica e massa (gravitacional) tri-escalaridade “bipolaridade”: spin 1 dos fótons conservação local: criação, aniquilação; reações de oxi-redução invariância relativı́stica: neutralidade dos átomos Maurı́cio Ortiz Calvão Carga elétrica e campo elétrico 1. O canudo de plástico 2. Campos de interação 3. Carga elétrica e massa (gravitacional) 4. Lei de Coulomb 5. Princı́pio de superposição 4. Lei de Coulomb formalização: ~F1→2 = k0 q1 q2 r̂1→2 2 r12 q1 q2 = k0 3 r1→2 r12 longo alcance: massa nula do fóton domı́nio de validade partı́culas (pontuais) referenciais inerciais baixas velocidades e acelerações (no tempo retardado) Maurı́cio Ortiz Calvão Carga elétrica e campo elétrico 1. O canudo de plástico 2. Campos de interação 3. Carga elétrica e massa (gravitacional) 4. Lei de Coulomb 5. Princı́pio de superposição sistemas de unidades e dimensões valores de e, k0 e ε0 : e ' 1,6 × 10−19 C k0 ' 9,0 × 109 N.m2 .C−2 1 ε0 := ' 8,9 × 10−12 C2 .N−1 .m−2 4πk0 intensidade relativa entre forças eletrostática e gravitacional: me ' 9,1 × 10−31 kg, mp ' 1836me , Fe /Fg = 2,3 × 10−39 =⇒ G' 6,7 × 10−11 N.m2 .kg−2 Maurı́cio Ortiz Calvão Carga elétrica e campo elétrico 1. O canudo de plástico 2. Campos de interação 3. Carga elétrica e massa (gravitacional) 4. Lei de Coulomb 5. Princı́pio de superposição 5. Princı́pio de superposição analogia casal de namorados e amigo Maurı́cio Ortiz Calvão Carga elétrica e campo elétrico 1. O canudo de plástico 2. Campos de interação 3. Carga elétrica e massa (gravitacional) 4. Lei de Coulomb 5. Princı́pio de superposição Referências Maurı́cio Ortiz Calvão Carga elétrica e campo elétrico
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