FORÇA MAGNÉTICAPARTE I

PROFESSOR: DEMETRIUS LEÃOSÉRIE: 3º ANODISCIPLINA: FÍSICA 1

Origens do MagnetismoAlgumas das primeiras

observações (há 3000 anos) dos fenômenos magnéticos

foram realizadas pelos gregos, numa cidade chama de

Magnésia. Nessa região havia sido detectada uma pedra que era capaz de atrair pedaços de

ferro (ímãs naturais, Fe3O4).

Foi a primeira vez que o homem pôde observar a ação macroscópica e efetiva de uma força à distância, já que as outras forças que atuam

sem contato, como a gravitacional e a elétrica, não ocorrem, para o observador macroscópico,

em qualquer situação.

De início, pouco ou quase nada foi feito para se tentar compreender os fenômenos

magnéticos; pelo contrário, a força magnética foi demasiadamente mistificada e tratada de modo ingênuo e emocional.

Platão (427-347 a.C.) descrevia a inspiração dos artistas fazendo analogias com o campo produzido pela magnetita:

assim como o poeta recebe de sua Musa inspiração e a Musa não

perde sua capacidade de inspirá-lo novamente, o ímã é capaz de induzir seu magnetismo sobre o ferro, à distância, sem por isso

perder seu próprio magnetismo.

Aristóteles (384-322 a.C.) mencionou as forças magnéticas, no seu “Tratado sobre a Alma”, para fazer uma analogia entre a ação da Alma, que geraria o movimento dos animais, e a ação do ímã, que gera o movimento de um pedaço de ferro.

Lucrécio (98-55 a.C.), um dos primeiros a defender a idéia filosófica de átomo, tentou

explicar a forma de atuação da força à distância da magnetita sobre o ferro, no

livro VI de seu Tratado-Poema “Da Natureza”. Para ele, os átomos do material

magnético, por alguma propriedade especial, expulsariam o ar presente entre

eles e o ferro de modo que este seria empurrado, pelo ar atrás dele, em direção à

magnetita.

Tales associava o efeito da pedra-imã à ação da alma, enquanto Empédocles explicava o efeito a

partir do princípio do amor (que junto com o ódio regeriam o cosmo).

Tales Empédocles

O magnetismo em outras culturas

Os chineses já conheciam propriedade a diretiva da pedra-imã, ou seja, sua capacidade de orientar-se em relação ao meridiano que liga o norte e o sul, como fazem as bússolas magnéticas. Essa propriedade só viria a ser conhecida na Europa no século XII, um milênio depois da existência de sua documentação na China.

Um relato da propriedade diretiva da pedra-imã foi dado

por Liu An, em 120 a.C., que descreveu uma agulha de pedra-imã flutuando na água. O que se

seguiu após esse avanço, ao longo dos séculos seguintes, foi

um segundo estágio de desenvolvimento da ciência do

magnetismo, que culminou com a bússola náutica.

A Terra é um grande ímãDurante muitos anos, vários filósofos tentaram encontrar uma explicação para o fato de um ímã se orientar na direção norte-sul da Terra, mas foi o médico inglês William Gilbert que conseguiu explicar esse fenômeno da maneira que hoje se considera correta.

O pólo sul geográfico se comporta como um pólo norte magnético

No seu livro De magnete, Gilbert afirma que a Terra se comporta como um

grande ímã de modo que:

O pólo norte geográfico se comporta como um pólo sul magnético

Os pólos de um ímãHá regiões no ímã na qual pedaços de ferro são atraídos com mais intensidade. Essas partes são os seus pólos.

Polos de mesmo nome se repelem e de nomes contrários se atraem

Além disso, seus pólos não podem ser

separados. Quebrando um ímã, obtem-se um

ímã menor

O conceito inicial de campo magnético

Na região ao redor de um ímã, se estabelece o que se chama de campo magnético (B) (semelhantemente ao campo elétrico em torno de uma carga elétrica). Sua unidade de medida é o Tesla (T)

O vetor campo magnético

A orientação do vetor B num ponto P é determinada pela orientação de uma pequena agulha magnética colocada nesse ponto. O polo norte da agulha aponta no sentido de B. A linhas pretas representam as linhas de indução magnética. Cada uma dessas linhas “saem” do polo norte e “morrem” no polo sul.

Campo Magnético Uniforme

É aquele que em que o vetor B é o mesmo em todos os pontos. Consequentemente, suas linhas são retas paralelas igualmente espaçadas e orientadas.

Algumas representações do vetor campo magnético (e

outros também!)

Vetor entrando no plano do

“papel”

Vetor saindo no plano do

“papel”

Ação de um campo magnético uniforme sobre um ímã

Uma agulha magnética sempre tenderá a se alinhar ao campo magnético no qual

ela está inserido, sendo que o pólo norte da agulha fornece o sentido do campo.

Abrindo um parêntesisVocê sabe que uma carga, ao ser colocada dentro de um campo elétrico, fica sujeita a ação de uma força elétrica. A direção da força elétrica é a mesma do campo elétrico e seu sentido depende do sinal da carga q.

Força sobre carga móvel em campo magnético

Quando uma carga elétrica em movimento entra em um campo magnético, geralmente ela sofre a ação de uma força de origem magnética.

ESSA REGRA SÓ É VÁLIDA SE A

PARTÍCULA TIVER CARGA

POSITIVA. SE ELA FOR

NEGATIVA, O SENTIDO DA FORÇA

É OPOSTO

Onde:

• F é a força magnética que a partícula sofre (N);• q é a carga elétrica da partícula (C);• B é a intensidade do campo magnético (T);• v é a velocidade da partícula (m/s);• ϴ é o ângulo formado entre o vetores velocidade e

campo magnético.

Vamos fazer alguns exercícios do livro?PÁGINA: 630, 631, 633 (todos os de

aplicação) e 634 (todos de verificação)

SEM PREGUIÇA