Olá a todos, eu me chamo Felipe e sejam bem-vindos aqui a nossa primeira aulinha do curso de eletromagnetismo que eu estou começando a postar aqui no meu canal iFísica. Pois bem, qual que é o meu objetivo com esse curso de eletromagnetismo? Qual que é o público que eu pretendo atingir? Inicialmente, o meu objetivo com esse curso é que ele consiga suprir toda a emenda de eletromagnetismo necessária para uma pessoa do curso de exatas.
Ou seja, eu pretendo que nesse curso de eletromagnetismo acabe tendo a emenda tanto de um curso de física 3, fundamento de eletromagnetismo, que todos os cursos de exatas vão ver no seu ciclo básico, na primeira metade da graduação, mas eu também pretendo que esse curso também tenha emenda suficiente para suprir um curso de eletromagnetismo. visto no curso de física na segunda metade da graduação. Bom, só para esclarecer até onde eu pretendo ir com esse curso, quando eu falo que eu também pretendo abordar um conteúdo equivalente ao curso de eletromagnetismo da segunda metade da graduação em física, eu me refiro ao primeiro curso de eletromagnetismo. Pelo seguinte, o curso de física normalmente tem duas disciplinas de eletromagnetismo mais aprofundadas, que é o eletro 1, e eletro 2, né? Ambas as disciplinas na segunda metade da graduação.
O que eu pretendo com esse curso daqui é abordar até, é abordar os conteúdos somente de eletro 1, não pretendo abordar eletro 2, ok? E eletro 1 normalmente vai ali até magnetostática, lei de Maxwell, no máximo ali até lei de conservação, e a parte de eletro 2 tradicionalmente é passada a parte de ondas eletromagnéticas, a parte de potenciais retardados. E a parte de... Que entra a parte de radiação junto E também eletromagnetismo junto com relatividade Esse curso daqui, eu não pretendo abordar essa parte por agora Não significa que eu nunca vou abordar esse assunto equivalente a eletro 2 no meu canal Só significa que, inicialmente, esse curso de eletromagnetismo que eu pretendo postar aqui É para abrangir um público Que necessita de um curso com a emenda de física 3 e também de um curso de eletromagnetismo 1. Bom, a princípio parece que os dois públicos, o público física 3 e o público eletro 1, são públicos muito diferentes, e de fato são. E para que nenhum desses dois públicos se sinta prejudicado com o curso que vai abranger os dois, ou seja, para que nem o público de física 3 ache o curso muito pesado, e também para que o público de eletro 1 não ache um curso muito leve, eu decidi fazer uma separação aqui das aulas para cada um desses públicos, com base nas cores, do vídeo para que você consiga ter o melhor proveito possível então para poder deixar claro qual que é a ideia que eu tava tendo é o seguinte se você reparar essa barrinha aqui debaixo né que fala qual é a aula que a gente tá e tudo ela tem uma certa cor que a mesma cor se você separar fundo da imagem que está como capa aqui da dessa aula daqui ok eu estou deixando aqui na tela sistema noção o fundo da imagem de capa é igual é a cor é igual à cor dessa barrinha ok na prática eu vou fazer esse curso com o três tipos de cores.
Quando a cor for essa daqui que está agora, significa que a aula que você está vendo é uma aula relativa tanto a um público de física 3, quanto a um público de eletro 1. Então, se você faz parte de qualquer um desses dois públicos, essa aula é importante para você se ela tem essa cor. Porém, obviamente todo mundo sabe que existem conteúdos que são vistos no curso de eletro 1, mas não são vistos em física 3. Para esses conteúdos, as aulas que forem relativas ao público de eletro 1, e não ao público de física 3, eu vou passar a usar essas cores daqui, igual eu estou colocando aqui na tela. Sempre que você entrar em uma aula que tiver essa cor daqui, significa que essa aula é para o público de Eletro 1, não é para o público de física 3. Então, se você está vendo para fazer a emenda de física 3, você pode pular essas aulas sem problema nenhum, porque não vai fazer diferença para você ao longo do curso.
Além disso, também existem alguns conteúdos que não são vistos em Eletro 1, mas que são vistos em física 3, por um motivo claro. Se a eletro-1, a gente vê coisas mais aprofundadas, vai mais a fundo no eletromagnetismo, a gente obviamente tem que abrir mão de ver alguns conteúdos que a gente vê em física 3 para a gente poder colocar conteúdos novos. Um grande exemplo disso é circuitos. Circuitos elétricos fazem parte da emenda de física 3, mas não fazem parte da emenda de eletro-1.
Para esses conteúdos que são vistos na emenda de física 3, mas não são vistos no curso de eletro-1, eu vou passar a usar essas cores daqui. Então, essa fica a distinção entre... para que você, ou o público de física 3, ou o público de eletro 1, saiba se guiar.
Por conta disso, se você que está assistindo o meu curso, pretende, com esse meu curso de eletromagnetismo, ver a emenda toda de física 3, basta você ver as aulas que tenham essa cor e essa cor daqui. Agora, se você é um estudante que está querendo ver o meu curso de eletromagnetismo para ver a emenda de eletro 1, basta você ver as aulas que tenham essa e... Essa cor daqui, ok? E no caso, se você é um estudante que está querendo rever tudo, enfim, está querendo ver todo o conteúdo, tanto de física 3 quanto de eletro 1, Está querendo ver todos os conteúdos que são passados para fazer uma revisão geral, para poder passar por algum problema de formação que você teve, qualquer coisa. É só você ver todas as aulas sem fazer nenhuma distinção.
Ver tudo de cabo a rabo desse curso. E, bom, aproveitando esse gancho, eu vou comentar aqui rapidamente a respeito, primeiramente, das referências que eu vou usar. Como são dois públicos que eu estou utilizando, eu vou usar duas referências para poder fazer esse curso. Eu vou usar o livro Física Básica, volume 3, do Moisés.
que seria equivalente ao livro que eu estou usando para poder me guiar para fazer o curso de eletromagnetismo física 3, eletromagnetismo básico. E aqui deixando claro uma coisa, eu não vou abordar todos os assuntos que estão no Moisés. Apesar do Moisés ser um livro de física básica, tem alguns assuntos dele que eu não acho que são imenta de física 3. Eu acho que ele tem assuntos até mais aprofundados do que deveria. E alguns deles param um primeiro contato com eletromagnetismo, que seria o curso de física 3. Então eu vou usar o curso do Moisés, porém a emenda que eu vou usar de física 3 é a emenda, pelo menos, que eu já cheguei a dar aula, quando eu dei aula de fundamento de eletromagnetismo em uma turma lá da UFMG, e que é exatamente a emenda que eu acho que seria mais justa de ser passada em física 3. Então só para deixar claro que eu não vou abordar o livro do Moisés inteiro, eu vou abordar as partes que eu acho que são relativas à física 3. E para poder fazer exatamente a mescla ali com o público, Da segunda metade da graduação, eu vou usar o livro mais tradicional que tem, que é o livro Eletrodinâmica, do Griffiths. Provavelmente, tradicionalmente, o curso de Eletro 1 vai até o capítulo 7, se não me engano, até o 7 mesmo, 7 ou 6, enfim, vai até o capítulo Leis de Maxwell.
Mas eu pretendo, talvez, nesse curso, se der tempo para isso, eu pretendo também abordar a parte de Leis de Conservação, porque eu acho que... ela fecha bem essa primeira parte do conteúdo. Então, para deixar claro, essas duas referências aqui vão ser as que eu vou usar.
Todas essas informações aqui das referências e tudo, eu sempre vou deixar na descrição para que em qualquer momento do vídeo, em qualquer momento do curso você consiga ver exatamente essas referências. E além disso, eu também vou deixar aqui na descrição do vídeo também. ou no comentário fixado, um linkzinho para se você quiser adquirir esses dois livros. O livro do Moisés, para quem gosta de ter o livro físico, para quem gosta de comprar o livro, é um livro bem barato, é um livro excelente.
E o livro eletrodinâmica, comparado a livros técnicos, também não é um livro tão caro, comparado aos outros livros. Então, quem gosta de ter livros físicos, de fato, são dois ótimos livros que têm tradução e não têm um custo tão alto. Então, enfim, essas vão ser as referências que eu vou usar aqui.
para poder fazer o curso. Então, tendo sido esclarecido essas partes mais técnicas de como o curso vai funcionar, a gente pode passar de fato para a nossa primeira aulinha, que vai ser o início do conteúdo de eletrostática, talvez um dos conteúdos mais vistos por todo mundo, sempre a primeira coisa que a gente vê em eletromagnetismo. Ok?
Então, uma coisa também que é bom deixar claro aqui, levando em conta que o nosso curso está começando, obviamente a gente vai ter que levar em conta alguns conceitos prévios, certo? Eu não vou construir toda a ideia de eletromagnetismo conceitualmente, filosoficamente, como é que foram todos os experimentos feitos para poder chegar nas conclusões, não dá para fazer isso. Toda vez que a gente faz um curso, a gente tem que assumir algum conhecimento prévio do estudante.
E aqui no caso, qual é o grande objetivo dos cursos gerais de eletromagnetismo da graduação? O grande objetivo é fazer com que você, estudante, saiba lidar com o formalismo do eletromagnetismo. Saiba como utilizar a descrição eletromagnética, com base principalmente nas leis de Maxwell, para resolver os seus problemas de campos elétricos e magnéticos. Por conta disso, o meu objetivo aqui com o curso não é falar, olha, da onde que sai a noção de carga elétrica?
Olha, da onde que sai a noção, por que a gente define campo magnético, por que a gente define campo elétrico? A minha ideia aqui não é dar muito a origem dos porquês. A ideia desse curso, de todo o curso de elétron, é passar para vocês uma ideia de como é feita a descrição.
Qual é a descrição que nós conhecemos dos fenômenos eletromagnéticos, ok? Até porque, se você tiver interesse, eu já cheguei a fazer vídeos aqui no meu canal, vou até deixar aqui algumas referências para você, principalmente aqui em uma tag no vídeo ou na descrição, alguns assuntos que eu falo de eletromagnetismo, para que você tenha uma ideia de como é feita essa construção mais geral, tanto de carga, de campo e por aí vai. Mas uma das coisas básicas, um dos conceitos prévios que a gente vai ter que ter, na prática são três conceitos prévios que a gente vai precisar ter aqui nesse início, que são conceitos mais gerais, e o primeiro deles é o conceito de carga elétrica.
Você tem que saber o que é uma carga elétrica, no sentido de que, não precisa saber nada muito aprofundado, você só precisa saber que carga elétrica é uma unidade, uma propriedade que os corpos podem possuir, e essas propriedades fazem com que eles interajam com os campos eletromagnéticos. É basicamente isso que você precisa saber, mas você precisa ter uma ideia, aquelas noções básicas, carga positiva com positiva, positiva com negativa, negativa com negativa, como é que são as forças de atração, repulsão, como é que elas se comportam. A noção mais geral. que normalmente é construída até no próprio ensino médio pra gente.
Além disso, outro conceito prévio que a gente vai precisar ter são sobre os tipos de materiais existentes. Isso daqui vai ser importante até pela forma como a gente vai construir a nossa teoria. E aqui eu vou definir dois tipos de materiais, é óbvio que existem mais tipos, certo? Mas eu estou definindo aqui os condutores e os isolantes. São definições, a princípio, muito gerais.
Quando eu digo que vocês precisam saber o que são condutores e isolantes, não é no sentido de, olha, vocês precisam saber... Como é que é a estrutura interna deles? Por que eles são condutores?
Não, não. A única coisa que vocês precisam saber é a definição básica, porque isso influencia na construção da nossa teoria eletromagnética. Então, a única coisa que vocês precisam saber, só para deixar claro aqui, é que condutores são materiais em que as cargas elétricas possuem mobilidade.
O que significa? Significa que se você pega um corpo qualquer que seja condutor e você coloca um punhado de carga em alguma região, imagina que você coloca um monte de, sei lá, um acúmulo de carga positiva em uma certa região, qualquer uma que seja. Como o condutor tem as cargas, possui mobilidade, significa que quando você põe as cargas ali, não necessariamente elas vão ficar no lugar onde elas estavam, elas podem se movimentar, elas podem se rearranjar no material.
Então, necessariamente, a única coisa que você precisa saber de condutor é isso. Eu estou levando em conta materiais condutores como aqueles materiais que as cargas, quando você deixar o material, a princípio elas podem andar. Então, se você deixa uma certa configuração, não necessariamente ela vai ser mantida, porque as cargas podem modificar dado o seu movimento. E a segunda característica, no caso, o segundo conceito que vocês precisam saber para que a gente siga aqui no nosso curso, é o conceito de um material isolante. Aí, no caso, o que vocês precisam saber é que o seu condutor é um material que as cargas possuem mobilidade, os isolantes são materiais em que as cargas não possuem mobilidade.
Ou seja, aquele mesmo exemplo. Se você pega aqui um material qualquer e você pega uma região com um punhado de carga específica, ou seja, você faz com que essa região daqui fique mais positiva, por ele ser um isolante, você pode deixar o material separadinho que essas cargas vão continuar onde elas estavam. Então, aonde você deixou as cargas, a forma como você distribuiu as cargas no material, vão ficar... Porque as cargas não possuem mobilidade e por conta disso elas sempre estão presas ali na região onde elas estavam, ok? Onde você as colocou, por exemplo.
Isso é importante, como eu disse, para a construção aqui. Duas coisas também que vão ser importantes aqui para o desenrolar do curso, que é importante enfatizar aqui agora, que é o seguinte. Primeira coisa delas.
A gente sabe já atualmente que as cargas que se movimentam são as cargas negativas, certo? Que são os elétrons. E que os prótons, que são as cargas positivas, elas não se movimentam, ok? Pelo menos em sólidos. A gente já sabe disso atualmente.
Porém, a descrição eletromagnética, de forma geral, independe de qual é o ente de carga que se movimenta. Existe uma relação, a gente inclusive vai ver isso quando for falar de corrente elétrica, mas existe uma relação que toda vez que você trata que uma carga é negativa, está andando para uma certa direção, isso é um elemento que se movimenta. é equivalente a você tratar como se cargas positivas estivessem andando na direção contrária. Então, por conta disso, é muito provável que em diversas situações dessas aulas, desse curso como um todo, vocês vão ver eu falando coisas do tipo Ah, suponha que as cargas positivas estão em movimento. Suponha que eu coloque um monte de carga positiva aqui.
Certo? Na prática, não se apeguem ao fato do tipo, mas quem se movimenta são os elétrons. Não, mas como é que você coloca cargas positivas ali? Mas você coloca só elétrons, não prótons.
Não tenham isso fixo na cabeça de vocês. Lembrem-se que você sempre pode fazer uma descrição em termos de cargas positivas ou negativas, que estão tendo mobilidade, com o eletromagnetismo ao mesmo. Então aqui eu estou tratando cargas positivas e negativas no ponto de vista da teoria eletromagnética como ela surgiu.
A noção de que elétrons que se movimentam foram noções que surgiram muito depois que a nossa descrição eletromagnética já estava acurada. As leis de Maxwell foram bem antes da gente saber que elétrons existiam. Os elétrons foram verificados só depois de 1900, para vocês terem uma ideia.
Então, não se apeguem muito a essa ideia do tipo, ah não, nessa aula só pode ter cargas elétricas negativas em movimento, as positivas não podem não. Não se apeguem a essas ideias, ok? A gente está querendo saber a descrição eletromagnética e sempre existe uma equivalência.
Se eu falar que as cargas positivas estão se movimentando, você pode pensar na sua cabeça, sem nenhum problema, ah não, é porque os elétrons estão fazendo o movimento contrário. É idêntico. Essa é a primeira informação das duas que faltavam, que são importantes para o desenrolar do curso.
Outra informação também, que vai ser bem importante aqui, é que é o seguinte. O eletromagnetismo, e eu tenho que falar isso antes de passar para o próximo assunto, que é a lei de Coulomb, para a gente realmente começar os nossos conteúdos. O eletromagnetismo é uma área da física construída totalmente com base no empirismo.
O eletromagnetismo, pelo menos o eletromagnetismo clássico, não é deduzível a partir de primeiros princípios, como é, por exemplo, a relatividade, que você deduz a partir de dois postulados e pronto, que são básicos e bem sensatos. Mas, enfim, o eletromagnetismo não foi construído dessa forma. Ele foi construído como?
Com base em observações experimentais, obtendo relações empíricas e, a partir delas, desenvolvendo a teoria. Eu estou falando isso porque, de forma geral, quando a gente vê um curso teórico, a gente tem a expectativa de que a gente demonstre todas as leis, mas muitas leis não são demonstráveis. Por exemplo, a gente vai ver a lei de Coulomb, que não é uma lei demonstrável, ela é uma lei obtida experimentalmente.
Você pode deduzir o eletromagnetismo com formalismos muito mais recentes, mas aí envolve um monte de noções que não tem nem condições de eu falar aqui em aula, porque a gente está tratando de eletromagnetismo clássico. Mas é só para deixar claro de que algumas relações, algumas leis físicas, elas foram obtidas experimentalmente. Então não tem jeito de você deduzi-las na prática.
Você pode deduzir outras relações a partir delas. E é isso que a gente faz. A gente pega as relações basais que são obtidas experimentalmente para tentar generalizar as leis e construir o eletromagnetismo. Então só para poder deixar isso claro, porque eu não vou construir do zero todo o eletromagnetismo com base só em argumentos teóricos, porque o eletromagnetismo foi uma ciência, é uma área da física construída totalmente com base em relações empíricas. Por conta disso, sempre tenha em mente que eu não vou deduzir as leis todas, no sentido estrito da palavra.
A gente sempre vai partir de resultados que não são de primeiros princípios, e sim de observações experimentais, ok?