i
r
á
um
S
o
i
o
r
i
á
r
á
m
Sum
u
S
Unidade 1 – Os caminhos da Física
A história do Eletromagnetismo – 10
A Eletricidade... – 11
O Magnetismo... – 15
O Eletromagnetismo... – 16
Estudando para ser físico – 18
A profissão de físico – 18
Unidade 2 – Eletrostática
CAPÍTULO 1 − INTRODUÇÃO À ELETROSTÁTICA – 26
1 • Carga elétrica – 26
2 • Condutores e isolantes elétricos – 27
3 • Princípios da Eletrostática – 28
4 • Processos de eletrização – 30
QUER SABER? – O âmbar e os fenômenos elétricos – 36
EXPERIMENTE a Física no dia a dia – 37
CAPÍTULO 2 − A LEI DE COULOMB – 38
1 • Força elétrica – 38
QUER SABER? – Como o mesmo instrumento foi utilizado em
experimentos de Mecânica e de Eletricidade? – 41
CAPÍTULO 3 − CAMPO ELÉTRICO – 43
1 • Introdução – 43
2 • Vetor campo elétrico – 45
3 • Campo elétrico de uma carga elétrica puntiforme – 49
4 • Campo elétrico criado por várias cargas puntiformes – 50
5 • Linhas de força – 53
6 • Campo elétrico uniforme – 56
CAPÍTULO 4 − POTENCIAL ELÉTRICO – 60
1 • Introdução – 60
2 • Potencial elétrico devido a uma carga puntiforme – 61
3 • Potencial elétrico devido a várias cargas puntiformes – 62
4 • Diferença de potencial elétrico – 62
5 • Trabalho da força elétrica – 65
6 • Propriedades do potencial elétrico – 66
7 • Diferença de potencial em campo elétrico uniforme – 67
8 • Superfícies equipotenciais – 68
QUER SABER? – Como certos animais produzem eletricidade? – 72
CAPÍTULO 5 − CONDUTORES E CAPACIDADE
ELETROSTÁTICA – 73
1 • Condutores em equilíbrio – 73
2 • Propriedades dos condutores – 75
QUER SABER? – Que gaiola é essa? – 77
EXPERIMENTE a Física no dia a dia – 78
3 • Potencial elétrico de um condutor esférico – 78
4 • Capacidade eletrostática ou capacitância – 82
QUER SABER? – Onde usamos os capacitores? – 87
De volta ao começo – 90
Unidade 3 – Eletrodinâmica
CAPÍTULO 6 − CORRENTE ELÉTRICA – 92
1 • Introdução – 92
2 • Intensidade da corrente elétrica – 94
QUER SABER? – Por que os médicos fazem uso do choque
elétrico para corrigir o ritmo dos batimentos do coração? – 97
CAPÍTULO 7 − CIRCUITOS ELÉTRICOS I − RESISTORES – 98
1 • Introdução – 98
2 • Lei de Ohm – 99
QUER SABER? – Qual a função do fio terra? – 104
3 • Associação de resistores – 105
QUER SABER? – Qual a diferença entre lâmpada incandescente e
lâmpada fluorescente? – 113
4 • Medidores elétricos – 114
QUER SABER? – Ficar exposto por muito tempo à luz emitida por
lâmpadas fluorescentes pode causar câncer? – 119
5 • Potência elétrica e rendimento – 121
6 • Capacitores – 125
QUER SABER? – Por que empinar pipas longe da rede elétrica? – 128
CAPÍTULO 8 − CIRCUITOS ELÉTRICOS II − GERADORES E
RECEPTORES – 130
1 • Introdução aos geradores elétricos – 130
2 • Equação geral dos geradores – 131
3 • Potência e rendimento de um gerador – 132
QUER SABER? – A pilha que jogamos fora é um exemplo de lixo
radioativo? – 135
o
i
r
á
m
u
S
o
i
r
á
m
u
S
o
i
r
á
4 • Lei de Ohm-Pouillet – 136
QUER SABER? – Qual é a diferença entre pilhas comuns e
alcalinas? – 140
5 • Associação de geradores – 141
QUER SABER? – Vantagens e desvantagens das usinas termoelétricas? – 144
6 • Introdução aos receptores elétricos – 145
7 • Equação geral dos receptores – 146
8 • Potência e rendimento de um receptor – 147
9 • Lei de Ohm generalizada – 149
QUER SABER? – De onde o vaga-lume obtém energia para
acender sua luz? – 153
10 • Leis de Kirchhoff – 153
De volta ao começo – 160
Unidade 4 – Eletromagnetismo
CAPÍTULO 9 − MAGNETISMO – 162
1 • Introdução – 162
2 • Características dos ímãs – 163
3 • Campo magnético – 164
QUER SABER? – De que forma a agulha magnética (bússola)
contribuiu para a construção dos conhecimentos sobre os
fenômenos eletromagnéticos? – 168
4 • Campo magnético terrestre – 169
QUER SABER? – O que é e como é utilizada a carta magnética? – 172
EXPERIMENTE a Física no dia a dia – 173
CAPÍTULO 10 − CAMPO MAGNÉTICO E CORRENTE
ELÉTRICA – 175
1 • Introdução – 175
2 • Campo magnético de um condutor retilíneo – 176
3 • Campo magnético de uma espira circular – 180
QUER SABER? – Como Faraday se tornou um autodidata? – 182
4 • Campo magnético de um solenoide – 183
EXPERIMENTE a Física no dia a dia – 185
5 • Campo magnético e matéria – 186
EXPERIMENTE a Física no dia a dia – 192
CAPÍTULO 11 − FORÇA MAGNÉTICA – 193
1 • Introdução – 193
2 • Força magnética sobre partículas eletrizadas – 193
QUER SABER? – O Brasil e os trens de levitação magnética (Maglev) – 196
3 • Movimento de partículas carregadas em campo magnético
uniforme – 197
QUER SABER? – O que são cinturões de Van Allen? – 201
4 • Força magnética em um condutor retilíneo – 202
5 • Força magnética entre condutores paralelos – 205
CAPÍTULO 12 − INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA – 209
1 • Introdução – 209
2 • Fluxo magnético – 210
3 • Lei de Lenz – 211
4 • Lei de Faraday-Newmann – 214
5 • Condutor retilíneo em campo magnético uniforme – 214
QUER SABER? – Por que a rede elétrica opera com corrente
alternada? – 219
6 • Transformadores – 220
7 • Correntes de Foucault – 222
QUER SABER? – Como funcionam o alternador e o dínamo? – 226
De volta ao começo – 228
Unidade 5 – Ondulatória
CAPÍTULO 13 − MOVIMENTO HARMÔNICO
SIMPLES (MHS) – 231
1 • Introdução ao estudo do MHS – 231
2 • Características do MHS – 233
3 • Equações do MHS – 235
4 • Gráficos do MHS – 238
QUER SABER? – Qual a função dos amortecedores de
um carro? – 241
5 • Dinâmica do MHS – 241
QUER SABER? – Como foi a evolução do relógio? – 246
CAPÍTULO 14 − ONDAS – 247
1 • Introdução ao estudo das ondas – 247
2 • Movimento ondulatório – 247
3 • Classificação das ondas – 248
4 • Propagação de um pulso em meios unidimensionais – 251
EXPERIMENTE a Física no dia a dia – 255
5 • Ondas periódicas – 256
o
i
r
á
m
u
S
o
i
r
á
m
u
S
6 • Frente de onda – 257
7 • Função de onda − Estudo matemático – 260
CAPÍTULO 15 − FENÔMENOS ONDULATÓRIOS – 263
1 • Princípio de Huygens – 263
2 • Reflexão de ondas – 263
3 • Refração de ondas – 264
QUER SABER? – Por que as ondas do mar incidem quase
paralelas à costa? – 266
4 • Difração de ondas – 266
5 • Polarização de ondas – 267
QUER SABER? – Como aproveitar a energia das ondas do mar? – 269
6 • Interferência de ondas – 270
CAPÍTULO 16 − ACÚSTICA – 283
1 • Ondas sonoras – 283
2 • Velocidade do som – 284
QUER SABER? – Como nasceu a expressão “barreira do som”? – 287
EXPERIMENTE a Física no dia a dia – 287
3 • Características do som – 288
4 • Propriedades das ondas sonoras – 292
QUER SABER? – Por que ouvimos o barulho do mar quando
encostamos uma concha na orelha? – 297
5 • Cordas vibrantes – 298
6 • Tubos sonoros – 302
7 • Efeito Doppler – 305
QUER SABER? – As aplicações do som no mundo animal e na
tecnologia? – 308
CAPÍTULO 17 – ONDAS ELETROMAGNÉTICAS – 309
1 • Introdução – 309
2 • Maxwell e as ondas eletromagnéticas – 309
3 • Características das ondas eletromagnéticas – 310
4 • Espectro eletromagnético – 311
QUER SABER? – Há diferença entre as ondas de rádio e de TV? – 313
5 • As micro-ondas – 314
6 • A luz visível e as radiações infravermelha e ultravioleta – 314
7 • Raios X e sua utilização – 316
8 • Raios gama (g) e a Medicina – 317
De volta ao começo – 320
Unidade 6 – Física moderna
CAPÍTULO 18 − TEORIA DA RELATIVIDADE – 322
1 • Introdução – 322
2 • A relatividade de Galileu – 324
3 • O experimento de Michelson-Morley – 327
4 • A relatividade de Einstein – 327
5 • As transformações da relatividade de Einstein – 331
6 • Massa e energia – 339
7 • Quantidade de movimento relativístico – 340
CAPÍTULO 19 − FÍSICA QUÂNTICA – 344
1 • Surgimento da Física Quântica – 344
2 • Radiação de um corpo negro – 345
3 • O efeito fotoelétrico – 347
4 • O princípio da incerteza – 348
CAPÍTULO 20 – FÍSICA NUCLEAR – 352
1 • O núcleo atômico – 352
2 • Decaimento nuclear – 353
3 • Fissão nuclear – 353
4 • Energia nuclear e sua utilização – 357
5 • O lixo atômico e os riscos ambientais – 360
QUER SABER? – O que é urânio enriquecido? – 364
De volta ao começo – 367
Que desafios a Física precisará enfrentar neste século? – 368
Respostas – 374
Leituras recomendadas – 383