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Magnetismo é a parte da Física que estuda os fenômenos relacionados às propriedades dos ímãs. Os fragmentos magnéticos foram observados, inicialmente, há pelo menos 2500 anos, em fragmentos de minério de ferro imantados nas proximidades da antiga cidade de Magnésia (daí o nome Magnetismo).
Ímãs
Quando um ímã possui forma de barra e pode girar livremente (por exemplo, uma bússola), notamos que uma das extremidades sempre irá apontar para o Norte geográfico (chamada de polo Norte do ímã) e a outra extremidade sempre apontar para o Sul geográfico (polo Sul do ímã).
Polo Norte Geográfico é equivalente ao polo Sul Magnético e polo Sul Geográfico equivalente ao polo Norte Magnético
Pode-se verificar experimentalmente que os polos opostos de um ímã atraem e os polos opostos se repelem. Ou seja: Norte atrai Sul (e vice-versa), Norte repele Norte e Sul repele Sul.
Atração e repulsão no ímã
Inseparabilidade dos polos
Outra coisa muito importante é que, em todo ímã, sempre existirão os polos Norte e Sul, nunca apenas um deles. Não é possível separar os polos de um ímã; por isso, ao se partir ao meio um ímã em barra, ele automaticamente se polarizará, isto é, o lado que era norte continuará norte e parte cortada virará sul, ou, então, o lado que era sul continuará sul e a parte cortada virará norte. Pode-se juntar os dois pedações novamente.
Ao partir um ímã, ele irá se polarizar
Campo Magnético
Assim como a força gravitacional e a força elétrica, a força magnética é uma força de interação à distância, não precisando de contato. Assim como no caso das forças gravitacional e elétrica, com a força magnética também temos a ideia de campo. Um ímã gera, no espaço ao seu redor, um campo chamado de Campo Magnético. Esse campo pode interagir com ímãs, com substâncias magnéticas e com corrente elétrica (como visto por Cristian Oersted).
Linhas de campo magnético saindo do polo Norte e indo para o polo Sul
Um campo magnético natural se forma pelo movimento do elétron. Sempre que houver movimento do elétron, haverá formação de um campo magnético. Esses campos são chamados de domínios magnéticos.
Domínios magnéticos são pequenas regiões de orientação de campo magnético. Quando muitos domínios magnéticos vão para a mesma direção, criam um ímã. Portanto, um objeto cujos domínios magnéticos apontam para a mesma direção é considerado um ímã, e um objeto cujos domínios não apontam para a mesma direção não é um ímã. Os polos são inseparáveis porque não se podem separar domínios magnéticos.
Força Magnética
Sempre que uma carga for posta sob a ação de um campo magnético, ela sofrerá a ação de uma força chamada Força Magnética. Caso o campo magnético seja uniforme, a Força Magnética é determinada da seguinte forma:
Em que q é a carga da partícula, v é a velocidade e B é o campo magnético.
Utilizando os conceitos de produto vetorial, pode-se calcular o módulo da Força Magnética da seguinte forma:
Em que θ é o ângulo entre o vetor velocidade e o vetor campo magnético.
No SI, Força Magnética será em Newtons (N), velocidade em m/s, campo magnético em Tesla (T) e carga elétrica em Coulomb (C).
A direção dos vetores força magnética, velocidade e campo magnético sempre seguem a regra da mão esquerda:
Regra da mão esquerda
Uma pequena dica para guardar qual grandeza fica em cada dedo:
Use o pensamento positivo para estudar!
Exercícios:
1. Uma bússola pode ajudar uma pessoa a se orientar devido à existência, no planeta Terra, de:
a) um mineral chamado magnetita.
b) ondas eletromagnéticas.
c) um campo polar.
d) um campo magnético.
2. Um ímã, com certeza, NÃO atrai:
a) uma arruela de ferro.
b) um prego.
c) uma lâmina de barbear.
d) uma panela de ferro.
e) uma caneca de alumínio.
3. Suponha que uma carga elétrica de 4 μC seja lançada em um campo magnético uniforme de 8 T. Sendo de 60° 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 103 m/s.
a) Fmag = 0,0014 . 10-1 N
b) Fmag = 1,4 . 10-3 N
c) Fmag = 1,2 . 10-1 N
d) Fmag = 1,4 . 10-1 N
e) Fmag = 0,14 . 10-1 N
Gabarito:
1. D
2. E
3. D
