O conceito mais radical da física desde Newton: Campos de força

e nesse vídeo eu vou introduzir um dos pilares não só da teoria eletromagnética mas de toda a física moderna o conceito de Campos esse conceito vai lhe permitir fazer análises avançadas sobre praticamente todos os processos físicos da sua volta [Música] Olá pessoal bem-vindos ao vivo científica conhecer os princípios básicos que embasam no funcionamento do mundo é crucial para você transitar bem pela vida e explicar esses princípios é o principal objetivo Desse Canal se sua bem assim no canal Ative o Sininho e já deixe seu like nesse vídeo só assim no YouTube vai promover esse conteúdo

divulgando ele para mais pessoas e [Música] e muitas das forças comum podem ser chamadas de forças de contato por exemplo aquelas que você exerce com suas mãos empurrando o carrinho ou com uma raquete batendo em uma bola de tênis por outro lado muitas forças como a força gravitacional e a força elétrica agem à distância ou seja essas forças podem atuar entre dois objetos mesmo quando eles não estão se tocando para os primeiros cientistas a ideia de uma força é agindo a distância era difícil de ser Aceita isso porque uma força Sem contato levantava questões preocupantes

por exemplo imagine duas partículas interagem entre si táxi uma delas começaram a se mover a segunda também vai se mover é esperado que o movimento da segunda partícula aconteça instantaneamente ou deveria haver algum atraso no início do seu movimento nem a lei da gravitação e nem a Lei de colo depende do tempo então a resposta do ponto de vista da física newtoniana é que não deve haver de ler algum e na segunda partícula deve ser instantânea mas isso leva a outras questões por exemplo esse as partículas estiverem a 100 mil anos-luz uma da outra poderia

haver a resposta instantânea para um evento que ocorreu a 100 mil anos-luz de distância questionamentos como estes ilustram Por que que a ideia de transmissão instantânea de forças se tornou inaceitável para a maioria dos cientistas no início do século 19 Ok mas e se houver algum de lei qual seria a sua duração como é que o envio de uma força entre duas partículas poderia acontecer havia várias propostas diferentes para responder essas questões uma delas defendia que deveria haver um meio material elástico especial que pudesse transmitir essas forças à distância esse meio material foi chamado de

éter luminífero e embora ele explicasse algumas das coisas logo Foi verificado que a sua mera existência contra dizia muitos resultados experimentais Ou seja a hipótese do eu estava errada e ela se mostrou errada justamente por conta do enorme poder de um novo conceito que estava suja e [Música] é o que eu acabei de descrever é o cenário científico Quando Michael Faraday apareceu no mundo da ciência para de é uma das figuras científicas mais interessantes e importantes da história por causa da idade avançada em que ele começou a estudar ele já era um adolescente ele nunca

se tornou fluente e matemática Então em vez de equações Ele desenvolveu muitos métodos visuais para pensar e descrever fenômenos físicos e de longe o mais importante destes conceitos foi o conceito de campo para de ficou particularmente impressionado com padrão que as limalhas de Ferro faziam quando se espalhavam ao redor de um imã o padrão que se revelava Faraday era que o próprio espaço ao redor do IMA estava preenchido com algum tipo de influência magnética Talvez o imã de alguma forma estivesse alterando o espaço ao seu redor com essa ideia foi possível pensar que um pedaço

de Ferro próximo ao ímã não respondia diretamente ao ima Mas em vez disso ele estava a alteração do espaço causada pelo ímã em outras palavras o pedaço de Ferro respondia ao campo e [Música] Oi hoje é bem aceito que o campo de forças é o mecanismo pelo qual uma força de longo alcance é exercida os campos podem atuar através do espaço transmitindo o efeito mesmo quando nenhum contato físico acontece entre os objetos e interação essa interação pode ser imaginada como o processo de duas etapas primeiro um campo a estabelecido por uma partícula devidamente posicionada e

depois uma segunda partícula interage com o campo e experimento uma força e assim o processo de transmissão de força pode acontecer numa velocidade infinita o que vai implicar no atraso dos efeitos sobre a segunda partícula Ou seja a segunda parte do só vai responder a esses efeitos após o intervalo de tempo suficiente para que a propagação desses efeitos se de e esse tempo será maior quanto mais distantes as partículas estiverem uma da outra isso é relevante demais para estrutura do eletromagnetismo nós veremos mais adiante que as equações de Maxwell nos levam a a cidade finita

de propagação das interações eletromagnéticas no vácuo que é a velocidade da luz uma demonstração eloquente da existência deste atraso no envio de informações por meio de campo Pode ser observado no atraso em comunicação por satélites a uma latência perceptível especialmente em satélites geossíncronos que estão muito mais distantes o envio de um sinal de um satélite geossincrono Leva cerca de um quarto de segundo até ser detectado e esse tempo é longo o bastante para ser perceptível e [Música] e o termo campo foi incorporado pela matemática que o descreve como uma função que atribui um vetor ou

o valor escalar a cada ponto do espaço um campo não precisa ser necessariamente um campo de forças embora no eletromagnetismo nós estejamos interessados apenas em Campos de forças em outras áreas da física podem haver Campos vetoriais de quaisquer grandezas Como por exemplo o campo de velocidades muito usada em Meteorologia ou canto de escoamento muito usados na hidrodinâmica Como Eu mencionei a inclusive Campos que nem mesmo são vetoriais eu tô falando dos Campos escalares como os campos de temperatura por exemplo todos esses campos servem como mapas para análise de alguma propriedade ou processo de interesse tanto

em ciência como engenharia isso agora uma questão conceitual importante deve ser observado o conceito de Campo está em nítido contraste com conceito de partícula uma parte que existe um ponto do espaço inclusive o objetivo da o movimento de Newton é determinar como essa partícula se move de um ponto a outro ao longo de uma trajetória já um campo existe simultaneamente em todos os pontos do seu espaço de influência o objetivo do eletromagnetismo é de escrever Como ocorrem as interações Entre esses campos e todos os corpos de teste sobre a sua influência e [Música] é uma

linha de Campo é um auxílio gráfico para visualização de Campos vetoriais e a maneira mais comum de se representar um campo tanto em matemática como em ciências e engenharias ela consiste numa linha aqui é tangente ao vetor campo em cada ponto ao longo do seu comprimento por exemplo o campo gravitacional é representado por linhas retas que convergem para a massa que produziu o campo essas linhas indicam que qualquer massa teste que foi colocada nessa região vai estar sujeita a uma força Atrativa em direção a massa que gerou o campo Outro exemplo é o de uma

carga elétrica positiva suas linhas de Campo São similares às do campo gravitacional mas nesse caso é divergente apontando para fora da carga se esse campo vai exercer uma força Atrativa ou repulsiva isso vai depender da carga teste se a carga for positiva Ela será repelido se for negativa ela é atraída Nem todas as linhas de Campo São radiais a outras formas bem mais complexas ao longo dessa série que essas linhas de Campo são fundamentais para compreensão e descrição das leis mais importantes do eletromagnetismo 1 [Música] é a ideia de Faraday não foi levado a sério

no início ela aparecia vaga e informal demais para os cientistas daquela época que estava mais imersos na tradição newtoniano de partículas e forças mas é importância do conceito de Campo cresceu à medida que a teoria eletromagnética se desenvolveu durante a primeira metade do século 19 embora fora daí estivesse convencido de que os campos eram a chave para a compreensão dos fenômenos magnéticos e elétricos ele também percebeu que era preciso apresentar evidências mais contundentes da realidade física do campo algo como uma demonstração de que uma perturbação em um ponto do campo levaria um tempo finito para

se propagar através do campo e se manifestar em outro lugar para daí tentou observar esse atraso na propagação mas falhou no entanto foi a sua crença na realidade física dos Campos que guiou os trabalhos de quem veio depois o que levou então a novas descobertas e [Música] e quando James clerk Maxwell começou a trabalhar com o eletromagnetismo ele se baseou nas pesquisas experimentais e fará lhe e ao contrário da maioria dos seus contemporâneos ele ficou impressionado com a ideia de campo de força mais Max eu tinha suas próprias razões para acreditar no éter ele acreditava

que o éter era necessário para explicar a propagação da luz que já era tida como uma perturbação ondulatória e portanto exigiria um meio material para se propagar assim como as ondas do Oceano exigiam a água para serem transportadas então ele decidiu combinar as ideias de fardas sobre Campos como o conceito de éter e começou a tratar a eletricidade eo magnetismo e termos de Campos que eram interpretados como perturbações do éter isso levou a formular o modelo mecânico do campo eletromagnético esse modelo foi usado por ele como um guia para escrever as suas famosas equações e

foi assim que macho unificou várias áreas de estudo que antes eram com e distintas em um só campo as disciplinas eletricidade magnetismo e Ótica foram unificadas e o único ramo da física o eletromagnetismo mesmo assim apesar do Sucesso Inicial dessa formulação o modelo mecânico de Max do campo eletromagnético permaneceu pouco convincente E à medida que as investigações continuavam especialmente após a morte prematura de Machu ficou cada vez mais claro que seria impossível encontrar uma base mecânica robusta que explicasse o campo eletromagnético ir embora não tenha sido simples eliminar o conceito de éter luminífero da ciência

isso veio acontecer décadas depois e o electromagnetismo pode triunfar mostrando que a teoria eletromagnética de Maxwell foi incrivelmente bem sucedida na assimilação do conceito de campo de força tanto no que diz respeito à incorporação deles as suas equações quanto nas suas consequências ao explicar os fenômenos mais complexos do seu tempo e nós podemos reconhecer que a verdadeira conquista de Faraday em março foi justamente estabelecer a importância dos Campos indiscutivelmente o conceito mais radical da física desde a época de Newton com a ideia de Campo bem estabelecida nós podemos nos voltar agora a um outro assunto

fundamental no eletromagnetismo o campo elétrico que será tópico do nosso próximo vídeo se você gostou desse dá um like agora que ajude o YouTube é disseminá-lo a Siri também o canal e tenha verbo sentir um abraço e até a próxima