o campo magnético

Colégio Adventista de Esteio
EDUCAÇÃO
ADVENTISTA
Física – III Bimestre
Material Suplementar
Professor Tiago Walescko Chimendes
O CAMPO MAGNÉTICO
1. Ímãs
No século VI A.C., numa região da Grécia chamada Magnésia, parecem ter sido feitas
as primeiras observações de que um determinado tipo de pedra tinha a propriedade de
atrair objetos de ferro. Tais pedras foram mais tarde chamadas de ímãs e o seu estudo
foi chamado de magnetismo.
Fig. 1
Na Figura 1 temos um ímã em forma de barra atraindo pregos de aço. Hoje em dia são
fabricados ímãs de várias formas mas as mais comuns são a forma de barra (Fig.1) e a
de ferradura (Fig.2).
Fig. 2
Um fato importante observado é que os ímãs têm, em geral, dois pontos a partir dos
quais parecem se originar as forças. Quando pegamos, por exemplo, um ímã em forma
de barra (Fig.3) e o aproximamos de pequenos fragmentos de ferro, observamos que
esses fragmentos são atraídos por dois pontos que estão próximos das extremidades.
Tais pontos foram mais tarde chamados de pólos (mais adiante veremos porque).
Fig. 3
Inseparabilidade dos pólos
Logo que se percebem a existência dos pólos de um ímã, os pesquisadores tiveram a
idéia de quebrar o ímã, para separar os dois pólos. No entanto, não tiveram sucesso.
No ponto onde houve a quebra, apareceram dois novos pólos (Fig.b), de modo que os
dois pedaços são dois ímãs. Por mais que se quebre o ímã, cada pedaço é um novo
ímã (Fig.c). Portanto, não é possível separar o pólo norte do pólo sul.
Fig. 9
No caso de um ímã em forma de ferradura, os pólos estão próximos dos extremos
como ilustra a Fig. 10.
Fig. 10
Magnetismo da Terra
A partir dessas observações, percebemos que a terra se comporta como se no seu
interior houvesse um enorme ímã em forma de barra (Fig.8). Porém, os pólos desse
grande ímã não coincidem com os pólos geográficos, embora estejam próximos deles.
Fig. 8
Portanto:
- o pólo norte da bússola é atraído pelo sul magnético, que está próximo do norte
geográfico;
- o pólo sul da bússola é atraído pelo norte magnético que está próximo do sul
geográfico.
2. O campo magnético
Para interpretar a ação dos ímãs, dizemos que eles criam em torno de si um campo
denominado indução magnética ou, simplesmente, campo magnético. Esse campo
é representado por
e tem sua direção determinada usando um pequeno ímã em
forma de agulha (bússola). Colocamos essa bússola próxima do ímã. Quando a agulha
fica em equilíbrio, sua direção é a do campo magnético (Fig.11). O sentido de
aquele para o qual aponta o norte da agulha.
Fig. 11
é
Mais tarde veremos como determinar o módulo de
Para visualizar a ação do campo magnético, é usado o mesmo recurso que vimos no
caso do campo elétrico: as linhas de campo. Essas linhas são desenhadas de modo
que, em cada ponto (Fig.12), o campo magnético é tangente à linha.
O sentido da linha é o mesmo sentido do campo. Observe que a linha sai do pólo norte
e vai para o pólo sul.
Fig. 12
Vale aqui uma propriedade semelhante à do caso do campo elétrico: o campo é mais
intenso onde as linhas estão mais próximas. Assim, no caso da Fig.12, podemos dizer
que o campo magnético no ponto X é mais intenso do que no ponto Y.
As linhas de campo do campo magnético são também chamadas de linhas de indução.
3. Atração de um pedaço de ferro
Quando um pólo de um ímã é aproximado de um pedaço de ferro que não é ímã
(Fig.13) o pedaço de ferro transforma-se momentaneamente em um ímã (não natural)
de modo que há uma atração entre o ímã natural e o ferro.
Fig. 13
Em geral, quando o ímã natural é afastado, o pedaço de ferro deixa de ser ímã.
Podemos observar isso considerando a situação ilustrada na Fig.14. O ímã atrai um
prego o qual, por sua vez, é capaz de atrair outro prego. No entanto, um prego não
conseguirá atrair o outro.
Fig. 14
4- Campo magnético uniforme
Quando o ímã tem a forma de ferradura, as linhas de campo têm o aspecto mostrado
na Fig.15. Existe uma região em que as linhas de campo são paralelas (região
sombreada na figura); isso significa que em todos os pontos dessa região, o campo
tem a mesma direção e o mesmo sentido. É possível demonstrar que, nesse caso, o
módulo de também é o mesmo em todos os pontos. Dizemos então que o campo
magnético na região sombreada é uniforme.
Fig. 15
Quando um ímã em forma de barra é colocado numa região onde há um campo
magnético uniforme (Fig.16), fica sujeito a um par de forças de mesma intensidade
mas, de sentidos opostos.
a)
b)
Fig. 16
Na situação da Fig.16 a tendência das forças é fazer a barra girar no sentido horário
até atingir a posição da Fig.16 b, que é de equilíbrio estável.
Agradecimento: Professor Emerson Motta (CAPA) pelo material