Força MagnéticaForça Magnética

Colégio Dom BoscoColégio Dom Bosco

Prof. Zé GodinhoProf. Zé Godinho

CampoCampo

Gravitacional – Região do espaço sujeita a Gravitacional – Região do espaço sujeita a ação de uma força devido a deformação ação de uma força devido a deformação do espaço tempo.do espaço tempo.

Elétrico – Região do espaço sujeita a ação Elétrico – Região do espaço sujeita a ação de uma força presença de uma carga de uma força presença de uma carga elétricaelétrica

Magnético – Região do espaço sujeita a Magnético – Região do espaço sujeita a ação de uma força devido a presença de ação de uma força devido a presença de um imã ou pela passagem de uma um imã ou pela passagem de uma corrente elétrica. Magnetitas (Fecorrente elétrica. Magnetitas (Fe33OO44))

Propriedades do imãPropriedades do imã

Pólos – Região de maior intensidade Pólos – Região de maior intensidade magnética.magnética.

Um imã possui um pólo Sul e um Um imã possui um pólo Sul e um pólo Norte.pólo Norte.

Pólos iguais se repelem e pólos Pólos iguais se repelem e pólos diferentes se atraem.diferentes se atraem.

Propriedades do imãPropriedades do imã

Inseparabilidade dos pólos.Inseparabilidade dos pólos.

S N

NS

NS

PropriedadesPropriedades

As linhas de indução magnéticas As linhas de indução magnéticas sempre partem do pólo norte para o sempre partem do pólo norte para o pólo sulpólo sul

S N

Força MagnéticaForça Magnética

Se existir no espaço um campo magnético Se existir no espaço um campo magnético e uma carga elétrica nele for lançada com e uma carga elétrica nele for lançada com uma velocidade V qualquer, atuará sobre uma velocidade V qualquer, atuará sobre essa carga uma força F de origem essa carga uma força F de origem magnéticamagnética

FFmagmag = q.v.B.sen = q.v.B.senθθ

Onde:Fmag = Força de origem magnéticaq = carga elétrica lançada no campov = velocidade de lançamento da carga no campoB = Intensidade de campo magnético gerado por um imã ou corrente elétrica.sensenθθ = seno do ângulo entre a direção = seno do ângulo entre a direção do campo e o vetor velocidade.do campo e o vetor velocidade.Sen90º = 1 - - - - força máximaSen90º = 1 - - - - força máxima

Direção e sentido da forçaDireção e sentido da força

Regra da mão esquerda (Para carga postiva)Regra da mão esquerda (Para carga postiva)

Campo (Fura bolo)

Velocidade (pai de todos)

Força (polegar)Obs: quando a carga for negativa temos que inverter o sentido da força obtida pela regra da mão esquerda

Observações ImportantesObservações Importantes

Quanto aos vetoresQuanto aos vetores

Vetor vindo de encontro a você

Vetor se afastando de você

ExercíciosExercícios Pág 72 – Apostila 03 – Aula 13Pág 72 – Apostila 03 – Aula 13 1 – Uma partícula eletrizada com carga elétrica positiva (+q) é lançada 1 – Uma partícula eletrizada com carga elétrica positiva (+q) é lançada

com uma velocidade v, de direção perpendicular ao campo magnético B. com uma velocidade v, de direção perpendicular ao campo magnético B. Determinar o sentido da força magnética, desenhando em cada caso o Determinar o sentido da força magnética, desenhando em cada caso o vetor F.vetor F.

a)a)

v

B

b)

v

B c)

B

v

F

F

F

ExercíciosExercícios 2 – Uma partícula eletrizada com carga elétrica negativa (-q) é 2 – Uma partícula eletrizada com carga elétrica negativa (-q) é

lançada com velocidade V, de direção perpendicular ao campo lançada com velocidade V, de direção perpendicular ao campo magnético B. Determine o sentido da força magnética, magnético B. Determine o sentido da força magnética, desenhando em cada caso o correspondente vetor F.desenhando em cada caso o correspondente vetor F.

a)a)B

V

b) N S

V

BF

F

ExercíciosExercícios (FGV-2006) Os ímãs, 1, 2 e 3 foram cuidadosamente seccionados em (FGV-2006) Os ímãs, 1, 2 e 3 foram cuidadosamente seccionados em

dois pedaços simétricos, nas regiões indicadas pela linha tracejada.dois pedaços simétricos, nas regiões indicadas pela linha tracejada.

N

S

N

S

N S

Analise as afirmações referentes às conseqüências da divisão dos ímãs:

I. Todos os pedaços obtidos desses ímãs serão também ímãs, independentemente do plano de secção utilizado;

II. Os pedaços respectivos dos ímãs 2 e 3 poderão se juntar espontaneamente nos locais da separação, retornando a aparência original de cada ímã;

III. Na secção dos ímãs 1 e 2, os pólos magnéticos ficarão separados mantendo cada fragmento um único pólo magnético

F

F

Aula 14 – Apostila 03Aula 14 – Apostila 03

Movimento de uma partícula eletrizada em Movimento de uma partícula eletrizada em um campo magnético uniforme.um campo magnético uniforme.

• Como a força e a velocidade direções diferentes, uma partícula que entrar em um campo magnético B com velocidade V irá descrever um movimento circular.• Podemos concluir que toda força magnética será usada para manter o movimento circular, ou seja:Fmg = Fcp

B

V

F

V

F

V

F

V

F

Observem a ilustração

Conclusões GeraisConclusões Gerais

BVqFmg ..R

VmFcp

2.

Do movimento circular temos:

De força magnética temos:

Poderíamos concluir que:

R

VmBVq

2...

Exercícios – Pág 74Exercícios – Pág 74 1(U.F.Ouro Preto) Uma partícula carregada penetra em uma região onde existe um 1(U.F.Ouro Preto) Uma partícula carregada penetra em uma região onde existe um

campo magnético B, com velocidade V. Os vetores V e B são perpendiculares e o campo magnético B, com velocidade V. Os vetores V e B são perpendiculares e o vetor B está orientado do observador para o desenho, como mostra a figura abaixo. vetor B está orientado do observador para o desenho, como mostra a figura abaixo. A partícula descreve a trajetória AD (arco de circunferência centrado em O).A partícula descreve a trajetória AD (arco de circunferência centrado em O).

BA V

C

DO

a) Indique, na figura, a força magnética que atua sobre a partícula no ponto C e determinar o sinal da carga desta partícula. Justifique sua resposta.

VF

Pela regra da mão direita concluímos que a carga é negativa

b) A velocidade escalar desta partícula irá variar ao longo da trajetória AD? Justifique sua resposta.

Não, pois a partícula realiza MCU, não tem aceleração tangencial

2(Mackenzie) Duas partículas eletrizadas, de cargas q1 = +e e q2 = +2e, com mesma energia cinética, “entram” numa região em que existe um campo de indução magnética uniforme. Suas massas são, respectivamente, m1 = m e m2 = 4m, e suas velocidades, perpendiculares às linhas de indução. Essas partículas vão descrever, nessa região, trajetórias circunferenciais de raios R1 e R2.Desprezando-se os efeitos relativísticos e os gravitacionais, a relação entre R1 e R2 é:a) 2.21 RR

2

21R

R

21 RR

2.21 RR

2.2

21 RR

b)

c)

d)

e)

Resolução:

R

VmBVq

2...

Bq

VmR

.

.

BqVm

BqVm

R

R

.22.2

.11.1

2

1

2.2

.2.

.1

1.1

2

1

vm

Bq

Bq

vm

R

R

2.4

2.

1.

2

1

vm

e

e

vm

R

R

2.4

1.2

2

1

v

v

R

R

2.2

1

2

1

v

v

R

R

21 EcEc 2

. 2vmEc

2

2.2

2

1.1 22 vmvm

2

2.4

2

1. 22 vmvm

22 2.41 vv 2.21 vv

22

1

v

v

Finalmente

2.2

1

2

1

v

v

R

R 2

2

1

v

v

2

2

2

1

R

R

12

1

R

R

21 RR Letra C) X

3 – Quando um elétron penetra num campo de indução magnética B uniforme, com velocidade de direção perpendicular às linhas de indução, descreve um movimento cujo período é:

a) Diretamente proporcional à intensidade de B.

b) Inversamente proporcional à intensidade de B

c) Diretamente proporcional ao quadrado da intensidade de B.

d) Inversamente proporcional ao quadrado da intensidade de B.

e) Independente da intensidade de B.

Lembretes / MCU

TF

1

Frv ..2

r

T

rm

T

Bqr

2

22.4.

...2

T

rv

.2

r

VmBVq

2...

rTr

mB

T

rq

2.2

..

.2.

TT

rmBqr .

.4....2

2

222

Bqr

rmT

...2

.4.2

22

Bq

mT

.

.2