Halliday - Física 3 - 8 Ed

HALLIDAY • RESNICK\nVolume 3\nEletromagnetismo\nFundamentos de\nFísica\n8ª Edição\nLTC\nJearl Walker Fórmulas Matemáticas*\nEquação do Segundo Grau\nSe ax² + bx + c = 0, x = -b ± √b² - 4ac / 2a\nTeorema Binomial\n(1 + x)ⁿ = 1 + n(x) + n(n - 1)(x)² / 2! + ...\n(x² < 1)\nProdutos de Vetores\nSeja a e b menor dos dois ângulos entre a e b. Nesse caso,\na · b = b · a = a · b, a + b, a - b, a × b = absenθ\n[a × b] = absenθ\nIdentidades Trigonométricas\nsen α + sen β = 2sen[(α + β) / 2]cos[(α - β) / 2]\ncos α + cos β = 2cos[(α + β) / 2]cos[(α - β) / 2]\n\nDerivadas e Integrais\nd/dx sen x = cos x\n d/dx cos x = -sen x\nd/dx e^x = e^x\ndx\n\nRegra de Cramer\nUm sistema de duas equações com duas incógnitas x e y,\nax + by = c₁\na'x + by = c₂,\ntem como soluções\nx = |c₁ b₂|\n |c₂ b₁|\n y = |a₁ c₁|\n |a₂ c₂|\n\nPrefixos do SI\nFator Prefixo Símbolo Fator Prefixo Símbolo\n10²⁴ yotta Y 10⁻¹ deci d\n10²³ zetta Z 10⁻² centi c\n10²² exa E 10⁻³ mili m\n10¹⁹ peta P 10⁻⁶ micro μ\n10¹⁸ tera T 10⁻⁹ nano n\n10¹⁷ giga G 10⁻¹² pico p\n10¹⁶ mega M 10⁻¹⁵ femto f\n10¹⁵ quilo k 10⁻¹⁸ atto a\n10¹² hecto h 10⁻²¹ zepto z\n10¹ deca da 10⁻²⁴ yocto y Fundamentos de\nFísica\n8E\nVOLUME 3\nELETROMAGNETISMO\nabdr\nRespeite e dedique naturezas! Duzentos anos de tradição produzindo, publicando e comercializando livros. Este é o valor da marca Wiley que, desde sua fundação, em 1807, acompanha as mudanças políticas, sociais e econômicas ocorridas em todo o mundo.\n\nRenomada pela divulgação das mais recentes teorias e técnicas acadêmicas nas áreas científica, tecnologia e de engenharia, a editora norte-americana promove, assim, o interlúdio e o debate globais.\n\nA tradicional parceria da LTC – Livros Técnicos e Científicos Editora Ltda., editora integrante do GEN (Grupo Editorial Nacional), com a John Wiley & Sons, Inc., responde, em parte, por esses sucessos no Brasil, uma vez que traz para o mercado conceitos técnico-científicos de ponta essenciais para a formação das futuras gerações de profissionais e pesquisadores. HALLIDAY/RESNICK\nFundamentos de Física\n8E\nVOLUME 3\n\nJearl Walker\nCleveland State University\n\nTradução e Revisão Técnica\nRonaldo Sérgio de Biasi, Ph.D.\nProfessor Titular do Instituto Militar de Engenharia – IME\n Os autores e a editora empenham-se para citer adequadamente e dar o devido crédito a todos os detentores dos direitos autoriais de qualquer material utilizado neste livro, dispondo-se a possíveis erros ocorridos, inadvertidamente, e identificação de algum deles tenha sido omitida.\n\nNão é responsabilidade da editora nem dos autores eventuais danos ou perdas a pessoas ou bens que tenham origem em suas publicações.\n\nFUNDAMENTALS OF PHYSICS Eighth Edition Volume 2\nCopyright © 2008 John Wiley & Sons, Inc.\nAll Rights Reserved. Translation published under license.\n\nDireitos exclusivos reservados para a língua portuguesa\nCopyright © 2009 by:\nLTC – Livros Técnicos e Científicos Editora Ltda.\nUma editora integrante do GEN Grupo Editorial Nacional\nReservados todos os direitos. É proibida a publicação e a reprodução deste volume, no todo ou em parte, sob quaisquer formas, por quaisquer meios eletrônicos, mecânicos, gravação, fotocópia, distribuindo, na internet ou outros, sem permissão expressa da editora.\n\nTravessa do Ovidor, 11\nRio de Janeiro, RJ - CEP 20040-040\nTel.: 21-3343-0770 / 11-5080-0770\nE-mail: ltc@ltc.com.br\nWeb: www.ltc.com.br\n\nCover Designer: Norm Christiaansen\nCover Image: ©Fle Heller/Photo Researchers\nUsada com permissão do John Wiley & Sons, Inc.\n\nEdição eletrônica: Perform.\n\nCIP-BRASIL, CATALOGAÇÃO-NA-FONTE\nSINDICATO NACIONAL DOS EDITORES DE LIVROS, RJ.\nH1841\nv.3\n\nHalliday, David, 1916-\nFundamentos de física, volume 3: eletromagnetismo / Halliday, Resnick; Jearl Walker; tradução e revisão técnica Ronaldo Sérgio de Biasi. - Rio de Janeiro: LTC, 2009.\n\nTradução de Fundamentals of physics, 8th ed.\nInclui bibliografia.\nISBN 978-85-216-1607-8\n\n1. Eletromagnetismo. 2. Física. I. Resnick, Robert. 1923-. II. Walker, Jearl, 1945-. III. Título.\n\nCDD: 537\nCDU: 537.6.8\n\n08-4687. Sumário Geral\n\nVolume 1\nCapítulo 1 Medição\nCapítulo 2 Movimento Retilíneo\nCapítulo 3 Vetores\nCapítulo 4 Movimento em Duas e Três Dimensões\nCapítulo 5 Força e Movimento – I\nCapítulo 6 Força e Movimento – II\nCapítulo 7 Energia Cinética e Trabalho\nCapítulo 8 Energia Potencial e Conservação da Energia\nCapítulo 9 Centro de Massa e Momento Linear\nCapítulo 10 Rotação\nCapítulo 11 Rolamento, Torque e Momento Angular\n\nVolume 2\nCapítulo 12 Equilíbrio e Elasticidade\nCapítulo 13 Gravit ação\nCapítulo 14 Fluidos\nCapítulo 15 Oscilações\nCapítulo 16 Ondas – I\nCapítulo 17 Ondas – II\nCapítulo 18 Temperatura, Calor e Primeira Lei da Termodinâmica\nCapítulo 19 A Teoria Cinética dos Gases\nCapítulo 20 Entropia e a Segunda Lei da Termodinâmica\n\nVolume 3\nCapítulo 21 Cargas Elétricas\nCapítulo 22 Campos Elétricos\nCapítulo 23 Lei de Gauss\nCapítulo 24 Potencial Elétrico\nCapítulo 25 Capacitância\nCapítulo 26 Corrente e Resistência\nCapítulo 27 Circuitos\nCapítulo 28 Campos Magnéticos\nCapítulo 29 Campos Magnéticos Produzidos por Correntes\nCapítulo 30 Indução e Indutância\nCapítulo 31 Oscilações Eletromagnéticas e Corrente Alternada\nCapítulo 32 Equações de Maxwell; Magnetismo da Matéria\n\nVolume 4\nCapítulo 33 Ondas Eletromagnéticas\nCapítulo 34 Imagens\nCapítulo 35 Interferência\nCapítulo 36 Difração\nCapítulo 37 Relatividade\nCapítulo 38 Fótons e Ondas de Matéria\nCapítulo 39 Mais Ondas de Matéria\nCapítulo 40 Tudo sobre os Átomos\nCapítulo 41 Condução de Electricidade nos Sólidos\nCapítulo 42 Física Nuclear\nCapítulo 43 Energia Nuclear\nCapítulo 44 Quarks, Léptons e o Big Bang\n\nApêndices/Respostas dos Testes e das Perguntas e Problemas Ímpares/Índice Sumário\n\nVOLUME 3\n\n 21 Cargas Elétricas 1\nPor que a presença de um monitor de vídeo em um centro cirúrgico pode aumentar o risco de infecção hospitalar?\n21-1 O que É Física? 2\n21-2 Cargas Elétricas 2\n21-3 Condutores e Isolantes 3\n21-4 Lei de Coulomb 6\n21-5 A Carga É Quantizada 12\n21-6 A Carga É Conservada 13\nRevisão e Resumo 14\nPerguntas 15 / Problemas 16\n\n22 Campos Elétricos 23\nComo uma abelha usa a eletricidade para recolher e depois distribuir grãos de pólen?\n22-1 O que É Física? 24\n22-2 O Campo Elétrico 24\n22-3 Linhas de Campo Elétrico 25\n22-4 Campo Elétrico Produzido por uma Carga Pontual 26\n22-5 Campo Elétrico Produzido por um Dipolo Elétrico 28\n22-6 Campo Elétrico Produzido por uma Linha de Cargas 30\n22-7 Campo Elétrico Produzido por um Disco Carregado 34\n22-8 Uma Carga Pontual em um Campo Elétrico 35\n22-9 Um Dipolo em um Campo Elétrico 38\nRevisão e Resumo 41\nPerguntas 41 / Problemas 43\n\n23 Lei de Gauss 51\nPor que um relâmpago pode ser perigoso mesmo que não atinja diretamente uma pessoa?\n23-1 O que É Física? 52\n23-2 Lei de Gauss 52\n23-3 Fluxo de um Campo Elétrico 53\n23-4 Lei de Gauss 55\n23-5 Lei de Gauss e Lei de Coulomb 58\n23-6 Um Condutor Carregado 59\n23-7 Aplicando a Lei de Gauss: Simetria Cilíndrica 61\n23-8 Aplicando a Lei de Gauss: Simetria Plana 63\n23-9 Aplicando a Lei de Gauss: Simetria Esférica 65\nRevisão e Resumo 67\nPerguntas 67 / Problemas 68\n\n24 Potencial Elétrico 77\nPor que um sutiã pode queimar um computador?\n24-1 O que É Física? 78\n24-2 Energia Potencial Elétrica 78\n24-3 Potencial Elétrico 79\n24-4 Superfícies Equipotenciais 81\n24-5 Potencial Produzido por uma Carga Pontual 82\n24-6 Potencial Produzido por uma Carga Pontual 84\n24-7 Potencial Produzido por um Grupo de Cargas Pontuais 86\n24-8 Potencial Produzido por um Dipolo Elétrico 87\n24-9 Potencial Produzido por uma Distribuição Contínua de Cargas 89\n24-10 Cálculo do Campo Elétrico a Partir do Potencial 90\n24-11 Energia Potencial Elétrica de um Sistema de Cargas Pontuais 92\n24-12 Potencial de um Condutor Carregado 94\nRevisão e Resumo 96\nPerguntas 97 / Problemas 99\n\n25 Capacitância 110\nPor que uma centavo pode produzir uma explosão em uma nuvem de pó?\n25-1 O que É Física? 111\n25-2 Capacitância 111\n25-3 Cálculo da Capacitância 113 Sumário\n\n25.4 Capacitores em Paralelo e em Série 116\n25.5 Energia Armazenada no Campo Elétrico 121\n25.6 Capacitor com um Dieletrico 124\n25.7 Dieletricos: Uma Visão Atômica 127\n25.8 Dieletricos e a Lei de Gauss 128\nRevisão e Resumo 130\nPerguntas 131 / Problemas 132\n\nCorrente e Resistência 140\nComo é possível reduzir o risco de receber um choque mortal durante uma tempestade elétrica?\n26.1 O que É Física? 141\n26.2 Corrente Elétrica 141\n26.3 Densidade de Corrente 143\n26.4 Resistência e Resistividade 147\n26.5 Lei de Ohm 151\n26.6 Uma Visão Microscópica de Lei de Ohm 152\n26.7 Potência em Circuitos Elétricos 154\n26.8 Semicondutores 155\nRevisão e Resumo 157\nPerguntas 158 / Problemas 160\n\nCircuitos 166\nQue precaução pode ser tomada para evitar incêndios ao reabastecer um carro de corrida?\n27.1 O que É Física? 167\n27.2 “Bombamento” de Cargas 167\n27.3 Trabalho, Energia e Força Eletromotriz 168\n27.4 Cálculo da Corrente em um Circuito de uma Malha 169\n27.5 Outros Circuitos de uma Malha 171\n27.6 Diferença de Potencial entre Dois Pontos 173\n27.7 Circuitos com Mais de uma Malha 176\n27.8 O Amperímetro e o Voltímetro 182\n27.9 Circuitos RC 182\nRevisão e Resumo 186\nPerguntas 187 / Problemas 188\n\nCampos Magnéticos 201\nO que produz a aurora e por que ela é tão fina?\n28.1 O que É Física? 202\n28.2 O que Produz um Campo Magnético? 202\n28.3 A Definição de B 203\n\nIndução e Indutância 263\nComo a indução magnética aquece os metais em uma indução?\n30.1 O que É Física? 264\n30.2 Dois Experimentos 264\n30.3 A Lei de Indução de Faraday 265\n30.4 A Lei de Lenç 267\n30.5 Indução e Transferências de Energia 271\n30.6 Campos Elétricos Incluídos 274\n30.7 Indutores e Indutância 278\n30.8 Auto-indução 279\n30.9 Circuitos RL 281\n30.10 Energia Armazenada em um Campo Magnético 286\n30.11 Densidade de Energia de um Campo Magnético 288\n30.12 Indução Mútua 288\nRevisão e Resumo 290\nPerguntas 291 / Problemas 293