força magnética

PROFESSOR: DEMETRIUS LEÃO
SÉRIE: 3º ANO
DISCIPLINA: FÍSICA 1
Algumas das primeiras
observações (há 3000 anos)
dos fenômenos magnéticos
foram realizadas pelos
gregos, numa cidade chama
de Magnésia. Nessa região
havia sido detectada uma
pedra que era capaz de atrair
pedaços de ferro (ímãs
naturais, Fe3O4).
Foi a primeira vez que o homem pôde observar a
ação macroscópica e efetiva de uma força à
distância, já que as outras forças que atuam
sem contato, como a gravitacional e a elétrica,
não ocorrem, para o observador macroscópico,
em qualquer situação.
De início, pouco ou quase nada foi feito
para se tentar compreender os fenômenos
magnéticos; pelo contrário, a força
magnética foi demasiadamente mistificada
e tratada de modo ingênuo e emocional.
Platão (427-347 a.C.) descrevia a
inspiração dos artistas fazendo
analogias com o campo
produzido pela magnetita:
assim como o poeta recebe de sua
Musa inspiração e a Musa não
perde sua capacidade de inspirálo novamente, o ímã é capaz de
induzir seu magnetismo sobre o
ferro, à distância, sem por isso
perder seu próprio magnetismo.
Aristóteles
(384-322
a.C.)
mencionou as forças magnéticas,
no seu “Tratado sobre a Alma”,
para fazer uma analogia entre a
ação da Alma, que geraria o
movimento dos animais, e a ação
do ímã, que gera o movimento de
um pedaço de ferro.
Lucrécio (98-55 a.C.), um dos primeiros a
defender a idéia filosófica de átomo,
tentou explicar a forma de atuação da
força à distância da magnetita sobre o
ferro, no livro VI de seu Tratado-Poema
“Da Natureza”. Para ele, os átomos do
material magnético, por alguma
propriedade especial, expulsariam o ar
presente entre eles e o ferro de modo
que este seria empurrado, pelo ar atrás
dele, em direção à magnetita.
Tales associava o efeito da pedra-imã à ação da
alma, enquanto Empédocles explicava o efeito a
partir do princípio do amor (que junto com o
ódio regeriam o cosmo).
Tales
Empédocles
Os chineses já conheciam propriedade a
diretiva da pedra-imã, ou seja, sua
capacidade de orientar-se em relação ao
meridiano que liga o norte e o sul, como
fazem as bússolas magnéticas. Essa
propriedade só viria a ser conhecida na
Europa no século XII, um milênio depois da
existência de sua documentação na China.
Um relato da propriedade
diretiva da pedra-imã foi dado
por Liu An, em 120 a.C., que
descreveu uma agulha de pedraimã flutuando na água. O que se
seguiu após esse avanço, ao
longo dos séculos seguintes, foi
um segundo estágio de
desenvolvimento da ciência do
magnetismo, que culminou com
a bússola náutica.
Durante muitos anos, vários filósofos tentaram
encontrar uma explicação para o fato de um ímã
se orientar na direção norte-sul da Terra, mas foi
o médico inglês William Gilbert que conseguiu
explicar esse fenômeno da maneira que hoje se
considera correta.
No seu livro De magnete, Gilbert afirma
que a Terra se comporta como um
grande ímã de modo que:
O pólo sul geográfico se comporta
como um pólo norte magnético
O pólo norte geográfico se comporta
como um pólo sul magnético
Os pólos de um ímã
Há regiões no ímã na qual pedaços de
ferro são atraídos com mais intensidade.
Essas partes são os seus pólos.
Polos de mesmo nome se repelem e
de nomes contrários se atraem
Além disso, seus pólos
não podem ser
separados. Quebrando
um ímã, obtem-se um ímã
menor
O conceito inicial de campo
magnético
Na região ao redor de um ímã, se estabelece o
que se chama de campo magnético (B)
(semelhantemente ao campo elétrico em torno
de uma carga elétrica). Sua unidade de medida é
o Tesla (T)
O vetor campo magnético
A orientação do vetor B num ponto P é determinada pela
orientação de uma pequena agulha magnética colocada nesse
ponto. O polo norte da agulha aponta no sentido de B. A linhas
pretas representam as linhas de indução magnética. Cada uma
dessas linhas “saem” do polo norte e “morrem” no polo sul.
Campo Magnético Uniforme
É aquele que em que o vetor B é o mesmo em
todos os pontos. Consequentemente, suas
linhas são retas paralelas igualmente espaçadas
e orientadas.
Algumas representações do vetor
campo magnético (e outros também!)
Vetor entrando
no plano do
“papel”
Vetor saindo
no plano do
“papel”
Ação de um campo magnético
uniforme sobre um ímã
Uma agulha magnética sempre tenderá a se
alinhar ao campo magnético no qual ela
está inserido, sendo que o pólo norte da
agulha fornece o sentido do campo.
Abrindo um parêntesis
Você sabe que uma carga, ao ser colocada dentro de um
campo elétrico, fica sujeita a ação de uma força elétrica.
A direção da força elétrica é a mesma do campo elétrico
e seu sentido depende do sinal da carga q.
Força sobre carga móvel em
campo magnético
Quando uma carga elétrica em movimento entra
em um campo magnético, geralmente ela sofre
a ação de uma força de origem magnética.
Onde:
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•
•
•
•
F é a força magnética que a partícula sofre (N);
q é a carga elétrica da partícula (C);
B é a intensidade do campo magnético (T);
v é a velocidade da partícula (m/s);
ϴ é o ângulo formado entre o vetores velocidade
e campo magnético.
Vamos fazer alguns exercícios do livro?
PÁGINA: 630, 631, 633 (todos os de
aplicação) e 634 (todos de verificação)
SEM PREGUIÇA