magnetismo - parte 1

Campo

Magnético

Governo do Estado de Rondônia Secretaria de Estado da Educação – SEDUC

Coordenadoria Regional de Ensino - CRE E.E.E.F.M. Cel. Aluízio Pinheiro Ferreira

Rolim de Moura – RO

Profª.: Daniela Fontana Almenara

Disciplina: Física

Turma: 3º Ano do Ensino Médio

Ímãs são corpos que apresentam fenômenos notáveis,

denominados fenômenos magnéticos, sendo os principais:

1. Atraem fragmentos de ferro (limalha). No caso de um ímã em

forma de barra, os fragmentos de ferro aderem às extremidades,

que são denominadas polo de ímã.

Imagem

: S

EE

-PE

, re

desenhado a

part

ir d

e im

agem

de A

uto

r

Desconhecid

o.

Ímãs

2. Quando suspensos, de modo que possam girar livremente,

orientam-se aproximadamente na direção norte-sul geográfica do

lugar. Polo norte (N) do ímã é a região que se volta para o norte

geográfico e polo sul (S), a que se volta para o sul geográfico.

Imagem

: S

EE

-PE

, re

desenhado a

part

ir d

e

imagem

de A

uto

r D

esconhecid

o.

3. Exercem entre sí forças de atração ou de repulsão, conforme a

posição em que são postos em presença um do outro. A

experiência mostra que polos de mesmo nome se repelem e polos

de nomes contrários se atraem.

Imagem

: S

EE

-PE

, re

desenhado a

part

ir d

e im

agem

de A

uto

r

Desconhecid

o.

4. Cortando-se um ímã transversalmente, cada parte constitui um

ímã completo. É a inseparabilidade dos polos de um ímã (4).

Imagem

: S

EE

-PE

, re

desenhado a

part

ir d

e

imagem

de A

uto

r D

esconhecid

o.

Campo Magnético

Campo Magnético é toda região do espaço em torno de um

condutor percorrido por corrente ou em torno de um imã, nesse

caso devido a particulares movimentos que os elétrons executam

no interior dos seus átomos.

A fim de se caracterizar a ação do campo, associa-se a cada

ponto do mesmo um vetor, denominado vetor indução magnética

e indicado por B. Uma agulha magnética colocada num ponto do

campo orienta-se na direção do vetor B daquele ponto. A unidade

da intensidade do vetor B denomina-se tesla (T) no Sistema

Internacional.

Linha de indução é toda linha que, em cada ponto, é tangente ao

vetor B e orientada no seu sentido. As linhas de indução saem

do polo norte e chegam ao polo sul.

Imagem

: S

EE

-PE

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ir d

e im

agem

de A

uto

r

Desconhecid

o.

CAMPO MAGNÉTICO UNIFORME

É aquele no qual, em todos os pontos, o vetor B tem a mesma

direção, o mesmo sentido e a mesma intensidade. As linhas de

indução de um campo magnético uniforme são retas paralelas

igualmente espaçadas e igualmente orientadas.

Imagem

: S

EE

-PE

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desenhado a

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e

imagem

de A

uto

r D

esconhecid

o.

Exercícios de fixação

•Página 199, exer: 1 ao 4

Eletromagnetismo

• O Magnetismo e a Eletricidade eram considerados dois ramos da Física totalmente independentes e distintos um do outro.

• Entretanto, no início do século XIX, um fato notável determinou uma mudança radical neste ponto de vista. Este fato, observado pelo professor dinamarquês Hans Christian Oersted, veio mostrar que há uma íntima relação entre Eletricidade e o Magnetismo, ao contrário do que se pensava até então.

Experiência de Oersted

Em 1820, Oersted descobriu que a passagem da corrente elétrica por um fio condutor produz campo magnético.

Isso levou a um fato básico do Eletromagnetismo:

Quando duas cargas elétrica estão em movimento, manifesta-se entre elas, além da força eletrostática, uma outra força, denominada força magnética.

Imagens: SEE-PE, redesenhado a partir de imagem de Autor Desconhecido.

Exercícios de fixação

•Página 201, exer: 5 ao 8

Campo magnético

• Uma carga em movimento cria no espaço em torno dela, um campo magnético que atuará sobre outra carga, também em movimento, exercendo sobre ela uma força magnética.

• Deve-se observar então que, se existir uma corrente elétrica passando por um fio, haverá um campo magnético no espaço em torno desse fio, pois uma corrente elétrica é constituída por cargas elétricas em movimento.

Vetor Campo

Magnético

Direção e sentido de B

•

Módulo do vetor B

• Realizando medidas cuidadosas, os cientistas verificaram que o módulo da força magnética F depende do valor da carga q, do módulo da velocidade v e do ângulo 𝜃 formado pelos vetores v e B

𝐹

𝑞𝑣 𝑠𝑒𝑛𝜃= 𝐵

Ou

𝐹 = 𝐵𝑞𝑣 𝑠𝑒𝑛 𝜃

Direção e sentido da força

magnética • A direção da força que um campo magnético

exerce sobre uma carga em movimento é perpendicular ao plano determinado pelos vetores v e B. Logo a força magnética F é perpendicular a cada um desses vetores.

• Quanto ao sentido usaremos a “regra do tapa” para determinar.

Regra do tapa

• Dispõe-se a mão direita como na figura ao lado,

com o polegar dirigido ao longo do vetor v e os

demais dedos orientados ao longo do campo

magnético B; o sentido de F será aquele para onde fica voltada a palma da

mão.

Exemplo

Sabe-se que no ponto P da figura ao lado existe um campo magnético B na direção da reta CD. Quanto um próton passa neste ponto P com uma velocidade 𝑣 = 2,0 . 106 𝑚/𝑠 , mostrada na figura, atua sobre ele uma força

magnética 𝐹 = 4,8 . 10−15𝑁 , perpendicular ao plano da folha do desenho e penetrando nela.

a) Determine o sentido do campo magnético B existente no ponto P.

Usando a regra do tapa visualizada no slide anterior vemos que o vetor B tem sentido de P para D.

b) Determine o módulo de B .

Como v é perpendicular a b, temos que 𝜃 =900 𝑒 𝑠𝑒𝑛 900 = 1

𝐵 = 𝐹

𝑞𝑣=

4,8 . 10−15

1,6 . 10−19. 2,0 . 106 ∴ 𝐵 = 1,5 . 10−2 𝑇

c) Suponha, agora, que um elétron seja lançado de modo a passar pelo ponto P com uma velocidade 𝑣 = 1,0 . 107 𝑚/𝑠, perpendicular à folha de papel e saindo dela. Determine o módulo da força magnética que atuará no elétron.

𝐹 = 𝐵𝑞𝑣

𝐹 = 1,5 . 10−2. 1,6 . 10−19. 1,0 . 107

𝐹 = 2,4 . 10−14 𝑁

d) Na questão anterior, determine a direção e o sentido da força que atua no elétron.

Usando a regra do tapa, direciona-se o polegar da mão direita ao longo de v (saindo da folha) e os demais dedos apontando no sentido de B. Assim a palma da mão fica voltada para o lado esquerdo da figura, mas como a carga do elétron é negativa, concluímos que atuará sobre ele uma força voltada para a direita

Exercícios de fixação

•Página 207, exer: 9 ao 15