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Ismael Rodrigues Silva
Física-Matemática - UFSC
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cel: (48)9668 3767
Verdadeiro ou Falso
1) Os ímãs podem ser naturais (como a magnetita) ou artificiais (por contato, atrito ou
corrente elétrica).
Verdadeiro.
2) Cada átomo equivale a um pequeno ímã, chamado ímã elementar.
Verdadeiro.
3) A maioria dos ímãs com os quais nos deparamos no dia-a-dia são feitos com magnetita.
Falso: A maioria é artificial, como alnico, ferrite e neodímio-ferro-boro.
4) Uma barra de ferro imantada tem todos os seus ímãs elementares com o mesmo sentido.
Falso: Não são todos os ímãs elementares que ficam orientados.
5) Os polos de um eletroímã são invertidos quando a corrente elétrica é invertida.
Verdadeiro.
6) Nunca foram encontrados polos magnéticos sozinhos (monopolos magnéticos) na
natureza. Até um ímã elementar possui dois polos.
Verdadeiro.
7) Uma carga em movimento aplica, além de força eletrostática, força magnética sobre outra
carga qualquer.
Falso: Somente se a outra carga também estiver em movimento.
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Verdadeiro ou Falso
8) É possível observar o sentido das linhas de indução de um ímã (com limalhas de ferro,
por exemplo).
Falso: As limalhas mostram as linhas mas não mostram sentido algum.
9) As linhas de indução começam no polo norte de um ímã e terminam no polo sul.
Falso: As linhas de indução são fechadas. Fora do ímã vão do polo norte ao sul,
dentro do ímã vão do polo sul ao norte.
10) Pergunta: Coloca-se uma folha de papel sobre um ímã e limalhas de ferro sobre a folha, e
as limalhas formam linhas que representam as linhas de indução magnética. Por que as
limalhas não se movimentam embora haja força magnética? Para onde migrariam se
pudessem?
A força de atrito tem sentido oposto ao da força magnética e anula a força resultante
sobre as limalhas. Se não houvesse atrito, as limalhas se movimentariam em direção
aos polos. As linhas de indução vão do polo norte ao polo sul fora do ímã, mas isso
não implica que as limalhas vão migrar somente para o polo sul.
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Por que um ímã se orienta na direção norte-sul?
Em 1600, Gilbert (em De
Magnete) propôs que a Terra
se comporta como um grande
ímã. O norte geográfico da
Terra se comporta como um
polo sul magnético e o sul
geográfico se comporta como
um polo norte magnético.
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A temperatura de Curie é a temperatura a partir da qual
um material perde suas propriedades magnéticas. Como o
interior da Terra está a altas temperaturas, o que causa o
magnetismo terrestre?
Material
Temperatura de
Curie (°C)
Ferro
770
Cobalto
1075
Níquel
365
Gadolínio
15
Disprósio
-185,15
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A teoria mais aceita é a
teoria do dínamo,
que descreve o processo
pelo qual um fluido
condutor de eletricidade em
rotação e convecção pode
manter um campo
magnético durante escalas
temporais astronômicas.
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O polo norte
magnético de uma
bússola aponta para o
norte geográfico da
Terra pois é atraído pelo
polo sul magnético
terrestre.
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O polo norte geográfico não coincide com o polo sul
magnético, e o polo sul geográfico não coincide com o polo
NG
norte magnético
SM
Eixo Geográfico
N
S
SG
NM
Eixo Magnético
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Fora da Terra as linhas
de indução magnética
saem do polo norte
magnético e entram no
polo sul magnético.
Dentro da Terra
acontece o oposto.
Polo
magnético
norte
(2001)
81° 18′ N 110° 48′ W
(2004)
82° 18′ N 113° 24′ W
Polo
magnético sul
(1998)
64° 36′ S 138° 30′ E
(2004)
63° 30′ S 138° 0′ E
Os polos magnéticos
terrestre variam com o
passar dos anos.
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O vento solar é um fluxo de partículas ionizadas,
predominantemente núcleos de hélio ionizados e
elétrons. Ele resulta da enorme diferença de pressão entre
a coroa solar e o espaço interplanetário, e a velocidade é
em torno de 400 ~ 800 km/s
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A aurora boreal ocorre em decorrência do impacto de
partículas de vento solar e a poeira espacial encontrada
na Via Láctea com a alta atmosfera da Terra, canalizadas
pelo campo magnético terrestre.
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A magnetosfera é parte exterior da atmosfera onde
o campo magnético controla os processos eletrodinâmicos
da atmosfera ionizada. Os cinturões de Van Allen são
duas zonas da magnetosfera que captam ou repelem
partículas provenientes do espaço.
Algumas partículas são
nocivas à saúde, e o
campo magnético
terrestre evita que as
radiações dessas
partículas cheguem à
superfície.
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41
Para cada ponto do campo magnético existe um vetor B,
denominado vetor campo magnético.
O vetor campo magnético é paralelo às linhas de indução.
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Coloquemos uma agulha magnética em um campo
magnético B.
B
B
B
B
B
B
Por definição, a direção de B é a direção que a agulha se
orienta, e o sentido de B é o sentido para o qual o polo
norte da agulha aponta.
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B
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Se B apresentar em todos os pontos de uma região o mesmo
módulo, a mesma direção e o mesmo sentido então B é
uniforme nessa região. O ímã da imagem abaixo produz
campo magnético uniforme caso a separação entre os polos
seja pequena.
As linhas de indução são,
nesse caso, paralelas e
igualmente espaçadas
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Oersted, em 1820, observou que uma agulha magnética se
orienta perpendicularmente a um fio no qual passa uma
corrente elétrica. Na ausência de corrente, a agulha se
orienta na direção norte-sul.
Foi a primeira evidência de que a eletricidade e o
magnetismo estão relacionados.
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Sul
geográfico
Norte geográfico
A
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Sul
geográfico
Norte geográfico
A
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Em outras palavras, uma corrente elétrica, constituída por
cargas em movimento, produz efeitos magnéticos.
A explicação dessa experiência será dada após estudo do
campo magnético de um condutor retilíneo.
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A figura deste exercício apresenta algumas
linhas de indução do campo magnético
terrestre. Mostre o sentido das linhas e
responda: no norte geográfico as linhas
estão entrando na superfície da Terra ou
saindo ela?
Solução:
Fora da Terra as linhas vão do polo norte magnético ao sul
magnético, e portanto do sul geográfico ao norte geográfico.
Desse modo, as linhas entram no norte geográfico.
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Algumas bússolas são feitas de modo que
suas agulhas possam girar livremente em
todas as direções, incluindo a vertical. Para
onde apontaria o polo norte magnético da
agulha de uma bússola (como a descrita),
situada no polo norte magnético da Terra?
Solução:
As linhas de indução saem do polo norte magnético terrestre
perpendicularmente à superfície. Desse modo, o campo
magnético no polo norte magnético terrestre é perpendicular à
superfície e aponta para cima. O polo norte de uma agulha
magnética também apontaria para cima.
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Suponha que no chão de uma sala
estejam
traçadas
duas
linhas
perpendiculares, CD e EF, sendo que
EF indica a direção oeste-leste.
Desenhe o vetor que representa o
campo magnético da Terra no ponto P.
N
L
B
O
S
Solução:
Uma bússola se orientaria na direção norte-sul e o polo norte da bússola
apontaria para o norte geográfico, então o campo magnético é na direção
CD (norte-sul) e aponta para D (norte geográfico).
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Observe as orientações das agulhas
magnéticas e desenhe o vetor que
representa o campo magnético nos
pontos abaixo.
Solução:
A direção de B é a direção da agulha magnética. O sentido
de B é para onde o polo norte da agulha aponta.
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Considere um ímã de polos planos e paralelos,
como mostra a figura. Supondo que a distância
entre os polos seja pequena:
a) Desenhe algumas linhas de indução do campo
magnético criado pelo ímã entre os polos.
b) Ao nos deslocarmos de C para D, para E e para
F, o vetor campo magnético B varia ou
permanece constante?
B
Solução:
a) O campo magnético é constante pois a distância entre os polos é pequena.
As linhas são, portanto, igualmente espaçadas e paralelas.
b) B permanece constante sempre.
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Explique o motivo pelo qual duas linhas de
indução nunca podem se cruzar.
B
Solução:
O vetor campo magnético é paralelo às linhas de indução. Se duas linhas se
cruzassem, no ponto de intersecção haveria dois vetores campo magnético
diferentes, o que não pode acontecer.
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Na figura deste exercício, uma corrente
de grande intensidade está passando por
um fio, situado acima de uma agulha
magnética. Qual é o erro nesta figura?
Solução:
A agulha deve se orientar
perpendicularmente ao fio.
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