Toda a complexidade do universo à nossa volta vem de quatro forças fundamentais: gravidade, força nuclear forte, força nuclear fraca e eletromagnetismo. O eletromagnetismo pode ser um tópico desafiador para estudar, mas o básico sobre o que é a força e como ela funciona é bastante direto, e a lei da força de Lorentz, em particular, indica os pontos-chave que você precisa entender. Em poucas palavras, a força eletromagnética faz com que cargas diferentes - positivas e negativas - se atraiam e, ao contrário das cargas, repelem.

TL; DR (muito longo; não leu)

O eletromagnetismo é uma das quatro forças fundamentais do universo. Ele descreve como as partículas carregadas reagem aos campos elétricos e magnéticos, bem como os elos fundamentais entre eles. A força eletromagnética, como todas as forças, é medida em Newtons.

As forças eletrostáticas são descritas pela lei de Coulomb, e as forças elétrica e magnética são cobertas pela lei de forças de Lorentz. No entanto, as quatro equações de Maxwell fornecem a descrição mais detalhada do eletromagnetismo.
Eletromagnetismo: o básico

O termo eletromagnetismo combina as forças elétrica e magnética em uma única palavra, porque ambas as forças são devidas ao mesmo fenômeno subjacente. Partículas “carregadas” geram campos elétricos, e cargas positivas e negativas reagem a esse campo de maneira diferente, o que explica a força que observamos. Para interações elétricas, partículas carregadas positivamente (como prótons) afastam partículas carregadas positivamente e atraem partículas carregadas negativamente (como elétrons), e vice-versa. As linhas de campo elétrico se espalham diretamente para fora das cargas elétricas positivas, e isso empurra as partículas na direção - ou na direção oposta às - linhas de campo.

O magnetismo vem dos campos magnéticos, que são gerados por cargas móveis. As partículas não respondem aos campos magnéticos da mesma maneira que respondem aos campos elétricos. Linhas de campo magnético formam círculos, sem começo ou fim. Em resposta a elas, as partículas se movem em uma direção perpendicular ao movimento e à linha de campo. Assim como nas forças elétricas, partículas carregadas positivamente e carregadas negativamente se movem em direções opostas. A força eletromagnética é a segunda força mais forte da natureza. A força nuclear forte é a mais forte, as forças eletromagnéticas são 137 vezes menos poderosas, a força nuclear fraca é um milhão de vezes menor e a gravidade é muito, muito menor que o resto (cerca de 6 × 10 ^{- 39 vezes mais fraca que a força nuclear forte).
Forças eletrostáticas e lei de Coulomb}

"Força eletrostática" refere-se à força elétrica gerada por cargas estacionárias. É descrito por uma equação simples conhecida como lei de Coulomb. Isto indica que:

F

\u003d kq
_{1 q
2 / r
²}

Aqui, F
significa força, k
é uma constante, q
_{1 e < em> q
2 são as cargas e r
é a distância entre elas. Cargas maiores produzem uma força maior e mais separação enfraquece a força da força. Como com todas as forças, a força eletromagnética é medida em Newtons (N). A constante k
tem um valor específico, 9 × 10 ^{9 Nm 2 /C 2. A carga é medida em coulombs (C) e você insere o sinal da carga (+ ou -) junto com a força, de modo que a equação tem um valor positivo para repulsão e negativo para atração.
A Lei da Força de Lorentz}}

A lei da força de Lorentz incorpora forças magnéticas e elétricas, por isso é uma das melhores representações da força eletromagnética. A lei declara:

F




\u003d q
( E
+ v
×
B

)

Onde E
é o campo magnético, v
é a velocidade da partícula e B
é o campo magnético. Eles estão em negrito porque são vetores, que têm uma direção e uma força, e o símbolo ×
está em negrito porque este é um produto vetorial e não uma multiplicação simples. A equação nos diz que a força total é a soma do campo elétrico e o produto vetorial da velocidade da partícula e do campo magnético, todos multiplicados pela carga da partícula. O produto vetorial produz uma força em uma direção perpendicular a ambos, de acordo com a seção anterior.
Eletromagnetismo em ação: átomos, luz, eletricidade e muito mais

O eletromagnetismo se mostra de várias formas no dia a dia vida cotidiana e física. Os átomos são mantidos juntos pela atração eletromagnética entre os prótons no núcleo e os elétrons que o orbitam. A luz é uma onda eletromagnética, onde um campo elétrico oscilante gera um campo magnético variável, que por sua vez cria um campo elétrico e assim por diante. Isso é previsto pelas equações de Maxwell (quatro equações que explicam tudo sobre o eletromagnetismo na linguagem do cálculo vetorial), incluindo a velocidade característica na qual ele viaja.

O eletromagnetismo também é responsável pela eletricidade que alimenta sua tela e o dispositivo você está lendo, com o fluxo de elétrons impulsionado ao longo das linhas de campo elétrico fornecendo energia. Esses exemplos apenas arranham a superfície da ampla gama de fenômenos explicados pelo eletromagnetismo.