MAGNETISMO Professora Simone (IAM). Descoberta dos Imãs Os gregos descobriram na região onde hoje chamamos de Turquia antiga Magnésia, um minério com.

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1 MAGNETISMO Professora Simone (IAM)

2 Descoberta dos Imãs Os gregos descobriram na região onde hoje chamamos de Turquia antiga Magnésia, um minério com capacidade de atrair ferro e outros minérios semelhantes. Pedaços de magnetita encontradas na natureza são chamados de imãs naturais. Estes imãs naturais são constituídos por óxido de ferro (Fe 3 O 4 ) e manifestam propriedades naturais que chamamos de fenômenos magnéticos.

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4 Os imãs possuem dois pólos: NORTE e SUL Estes pólos Norte e Sul ambos são capazes de atrair ferro e outros materiais como o aço, cobalto e níquel

5 Interação entre os pólos de um imã Os polos iguais se repelem (N e N) ou S e S) e os polos opostos se atraem (N e S)

6 Os polos de um imã é indivisível! Na verdade, os imãs podem ser divididos, mas sempre haverá dois pólos magnéticos (Norte e Sul), ou seja, os pólos dos imãs são inseparáveis!

7 Influência da temperatura sobre a Imantação O Ponto Curie é a temperatura limite para que o material mantenha-se ferromagnético. Acima dessa temperatura, um material deixa de ser ferromagnético e passa a ser paramagnético. Os materiais paramagnéticos são atraídos pelos imãs, porém, bem fracamente.

8 É a região próxima a um ímã que influencia outros ímãs ou materiais ferromagnéticos, como cobalto e ferro.. No SI a unidade de intensidade do campo magnético é o tesla representado pelo símbolo T.

9 Campo Magnético Uniforme De maneira análoga ao campo elétrico uniforme, é definido como o campo ou parte dele onde o vetor indução magnética é igual em todos os pontos, ou seja, tem mesmo módulo, direção e sentido. Assim sua representação por meio de linha de indução é feita por linhas paralelas e igualmente espaçadas. A parte interna dos imãs em forma de U aproxima um campo magnético uniforme.

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11 Linhas de Indução Em um campo magnético, chama-se linha de indução toda linha que, em cada ponto, é tangente ao vetor B e orientada no seu sentido. As linhas de indução são obtidas experimentalmente. As linhas de indução SÃO CURVAS e saem do pólo norte e chegam ao pólo sul, externamente ao ímã. Ver demonstração:http://phet.colorado.eduhttp://phet.colorado.edu

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14 Linhas de indução em um imã a partir de limalhas de ferro As linhas de indução existem também no interior do ímã, portanto são linhas fechadas e sua orientação interna é do polo sul ao polo norte. Assim como as linhas de força, as linhas de indução não podem se cruzar e são mais densas onde o campo é mais intenso.

15 A Bússola A Bússola Suspendendo-se livremente um imã em barra, ele gira até assumir, aproximadamente,a direção norte-sul geográfica. Essa propriedade nos permite verificar a existência do campo magnético terrestre e propiciou aos chineses a invenção da bússola (agulha magnética).

16 Magnetismo terrestre A Terra se comporta como um gigantesco ímã, em razão da composição do seu núcleo, uma mistura superaquecida de Fe, Co e Ni. O polo norte/sul magnético se encontra atualmente próximo ao polo sul/norte geográfico. Mas há evidências de que, no decorrer das eras geológicas, essa orientação mudou diversas vezes. I. Propriedades dos ímãs MAGNETISMO

17 As propriedades magnéticas da Terra As propriedades magnéticas da Terra Descobriu-se que os imãs se orientam aproximadamente com o eixo norte-sul geográfico da Terra

18 Força Magnética A força magnética ou força de Lorentz é resultado da interação entre dois corpos dotados de propriedades magnéticas, como ímãs ou cargas elétricas em movimento Cargas elétricas em movimento produzem um campo magnético comportando –se como ímãs. Essa força, assim como todas as outras forças existentes, é uma grandeza vetorial, no entanto ela possui uma direção, um sentido e um módulo (tamanho). O sentido da força magnética pode ser estudado usando a regra da mão direita. Ou da mão esquerda Onde: F = força magnética |q| = módulo da carga elétrica v = velocidade da carga elétrica Θ = ângulo entre o vetor velocidade e o vetor campo magnético B

19 Exemplo 1 Suponha que uma carga elétrica de 4 μC seja lançada em um campo magnético uniforme de 8 T. Sendo de 60º o ângulo formado entre v e B, determine a força magnética que atua sobre a carga supondo que a mesma foi lançada com velocidade igual a 5 x 10 3 m/s.

20 força magnética é MULA quando: cargas elétricas em repouso. Um campo magnético não atua sobre, cargas elétricas em repouso logo em cargas elétricas em repouso a força magnética é MULA. A força magnética será nula, portanto quando o lançamento for paralelo ao campo Θ =0 ou Θ =180º não teremos a força magnética atuando sobre esta carga, assim descrevendo um movimento retilíneo uniforme.movimento retilíneo uniforme A força magnética que age sobre a carga móvel é sempre perpendicular ao plano formado pelos vetores v e B. Logo o deslocamento da carga e perpendicular a força logo o trabalho da forca eletrica e sempre nulo.sempre Força Magnética

21 lançamento for paralelo ao campo magnético

22 Partícula lançada perpendicularmente ao campo magnético: o ângulo entre v e B será α = 90º. Como sen 90º = 1, teremos: F = q.v.B.sen 90 F = q.v.B.1 F = q.v.B Exemplo 2 - A maior força de origem magnética (medida em newton) que pode atuar sobre um elétron (carga e = 1,6.10 -19 C) em um tubo de TV, onde existe um campo magnético de módulo B = 83,0 mT, quando sua velocidade é de 7,0.10 6 m/s, vale aproximadamente a maior força magnética ocorre quando θ=90 o F m =q.V.B. F m =1,6.10 -19.7.10 6.0,83 F m =7,296.10 -13

23 Quando uma partícula carregada penetra em uma região do espaço onde existe um campo magnético uniforme perpendicular à sua velocidade, sua tendência é descrever uma trajetória circular e uniforme, e o raio de sua trajetória é obtido da seguinte forma: Força magnetica = força centripeta F = F cp

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25 Partícula lançada obliquamente às linhas de campo: Nesse caso, devemos considerar as componentes x e y do vetor velocidade. A velocidade v x tem o mesmo sentido que as linhas de campo magnético, enquanto v y é perpendicular. A resultante da velocidade ocasiona um movimento circular e uniforme, com direção perpendicular ao vetor B, que pode ser denominado de helicoidal uniforme

26 A regra da mão direita diz o seguinte: O dedo polegar deve ser colocado sempre no sentido da velocidade v, os outros quatros dedos parados devem sempre ser colocados no sentido do campo magnético B, finalmente a força magnética terá o sentido da sua palma da mão como se você estivesse empurrando a palma da sua mão. Nesse caso, a regra da mão direita é também conhecida como regra do tapa. O desenho abaixo serve para descrever melhor esse método.

27 Resultados experimentais mostram que a direção da força é sempre perpendicular ao plano determinado por B e V E o sentido depende se a carga for positiva ou negativa. Se a carga for positiva pode-se dizer que a força sai da palma da mão.

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29 No que se refere ao sentido da força magnética, ele pode ser determinado pela regra da mão esquerda, de Fleming. O dedo polegar representa o sentido da força magnética (Fm), O dedo indicador representa o sentido do campo magnético (B), formando um ângulo de 90° com o polegar, e, por sua vez, O dedo médio representa o sentido da velocidade (v), formando um ângulo de 90° com o dedo polegar e com o indicador. Ou seja, as três grandezas vetoriais são perpendiculares entre si. Veja a figura a seguir:

30 A forca estará entrando no plano