Variação da intensidade do campo magnético com a distância

FUNDAÇÃO ESCOLA TÉCNICA LIBERATO SALZANO VIEIRA DA CUNHA
Roteiro para Aula Prática de Física
Prof.:
Data: ____/____/____
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Roteiro elaborado pelo Professor Ernest Julius Sporket
VARIAÇÃO DA INTENSIDADE DO CAMPO MAGNÉTICO COM A DISTÂNCIA
Objetivo: Verificar se a lei de Coulomb é válida para o campo magnético, a intensidade da força magnética
varia com o inverso do quadrado da distância entre os pólos.
Conforme a lei de Coulomb, dois pólos de mesmo sinal se repelem com uma força que pode ser calculada
pela equação:
F=
k .M .M '
x2
Essa lei refere-se a pólos puntiformes. Hoje deve verificar a veracidade desta lei para o campo magnético.
Para isso encontra-se montado na balança de torção uma agulha magnética de 40cm de comprimento. Com esse
comprimento consegue-se praticamente eliminar a influência mútua entre os pólos.
Outra agulha igual a primeira está presa em um suporte que permite alterar a distância x entre os dois pólos de mesmo nome. Em primeiro lugar ajuste a balança de torção de modo que a agulha da balança fique na
horizontal. Mantenha a outra agulha afastada durante esta operação e registra a altura em que ela ficou defronte
a escala espelhada. Deve olhar assim que a imagem da agulha, a agulha e a vista estejam numa só reta. A imagem desaparece atrás do objeto. Assim evita erros de leitura devido a paralaxe.
Aproxime a segunda agulha, mantendo-a paralela a primeira e verticalmente abaixo dela. Move-se a agulha em sua própria direção até encontrar a posição de repulsão máxima. Desta forma seu pólo encontra-se verticalmente abaixo do pólo da primeira agulha magnética. Deve-se proceder assim porque os pólos não estão situados exatamente nas extremidades das agulhas e não são pontos. Gire agora o transferidor da balança de torção
até que a agulha magnética volte a sua posição original. Faça agora a leitura da distância x avaliando frações de
milímetro. Meça também o angulo α indicado pelo transferidor. Como a agulha encontra-se no ponto médio do
fio da balança de torção, ela girou apenas a/2. Feita esta medida, repita a experiência mais quatro vezes alterando a distância x. Não é conveniente usar distâncias menores do que 4 cm, bem como distâncias tão grandes
que a força se torne muito pequena, maiores que 8 cm.
A força F que age sobre a agulha móvel produz um torque cujo valor é (τ = -F.d).Tendo levado a agulha a
sua posição original torcendo o fio da balança, o fio produz um torque restaurador que anula o efeito do anterior
e cujo valor é (τ = k*.α).Então :
F.d = k*.α
Usando esta equação e a equação da lei de
Coulomb que está no início do trabalho podemos
escrever que:
k*.a/d = k.M.M`/x2
S
N
d
mas com α = β / 2 podemos ainda escrever que:
x
α
Nº distância x ângulo x2 . b
S
N
01
β
02
03
04
05
k*.b/2.d = k.M.M`/x2
Isolando os valores que são constantes em um dos lados da equação podemos escrever que:
x2.b = 2.k.M.M`.d/k* = constante
Como todos os valores do lado direito dessa equação são constantes podemos escrever que:
x2.b = constante
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Conclusão:
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