quarta-feira, 19 de agosto de 2020

Campo Magnético

 

1) O que causa o magnetismo presente nos átomos de um corpo?

Os átomos de todos os corpos possuem propriedades magnéticas devido ao movimento de seus elétrons, pois todo elétron em movimento cria um campo magnético.

 

2) O que é o campo magnético?

O campo magnético é uma região ao redor de um corpo, onde suas propriedades se estendem ao espaço, possibilitando a interação entre os corpos (atração ou repulsão), sendo esta a força magnética entre um ímã e materiais ferromagnéticos. (Michael Faraday)

 


3) Como se manifesta o campo magnético num imã em barra?

 A figura mostra um campo magnético formado por um ímã em barra: 

As linhas de campo magnético são sempre contínuas, de modo que se orientam saindo do polo Norte e chegando ao polo Sul.

É muito parecido com a de um campo elétrico formado por duas cargas puntiformes próximas e de sinais opostos.

 


4) O que são linhas de campo magnético?

São representações geométricas do campo magnético; elas nascem no polo norte do ímã e morrem no polo sul; onde estão mais próximas, o campo magnético é mais intenso; mais afastadas, o campo magnético é mais fraco; a cada ponto de uma linha de força magnética esta associada um vetor campo magnético .

 


5) Como se explica a atração do ferro por um ímã permanente?

Admitindo-se que o ferro, na presença de um ímã permanente, também se imanta, ocorre uma sobreposição do campo magnético criado pelo ímã permanente e o campo magnético do ferro imantado.

 


6) O que ocorre com a limalha de ferro quando ela é separada do ímã?

A imantação da limalha de ferro é temporária e ocorre com a aproximação do ímã permanente. Na separação deles, a limalha de ferro perde a magnetização, deixando de criar campo magnético.

 

7) O que é definido como campo magnético da Terra?

Pelo fato de ter propriedades magnéticas, a Terra funciona como um gigantesco ímã. O polo norte terrestre é aproximadamente o polo norte magnético e vice-versa. Uma agulha imantada e suspensa facilmente se alinha com o campo magnético da Terra.

Isso é o princípio básico da bússola.


 

8) Como é explicado o fenômeno da inseparabilidades dos polos magnéticos?

Se quebrarmos um ímã em duas partes, cada uma delas será capaz de reconstituir o polo magnético que falta. Essa capacidade de regeneração de cada parte ocorre independente do tamanho do pedaço e na intensidade de magnetização do ímã original. Bem como, se continuar dividindo os imãs resultantes, observaremos que cada pedaço partido continuará sendo um novo imã com dois polos, Norte e Sul de maneira que cada pedaço atraia o outro. Não existem polos isolados.


 



10) A ideia de linhas de campo magnético foi introduzida pelo físico e químico inglês Michael Faraday (1791-1867) para explicar os efeitos e a natureza do campo magnético. Na figura ao lado, extraída do artigo “Pesquisas Experimentais em Eletricidade”, publicado em 1852, Faraday mostra a forma assumida pelas linhas de campo com o uso de limalha de ferro espalhada ao redor de uma barra magnética.


Atividades:

1) Julgue cada afirmativa como verdadeira (V) ou falsa (F):

a) As linhas de campo magnético são contínuas, atravessando a barra magnética. (    )

b) Fora do ímã, as linhas de força são orientadas do polo norte para o polo sul. (    )

c) No interior do ímã, as linhas de força são orientadas do polo sul para o polo norte. (    )

d) As linhas do campo magnético se cruzam no interior do ímã. (    )

e) O campo magnético, assim como o campo gravitacional e o campo elétrico, é uma região ao redor de um corpo onde pode haver interação entre forças. (    )

f) Campos magnéticos são encontrados entre ímãs e materiais ferromagnéticos. (  )

g) A Terra é como um gigantesco ímã artificial. (   )

h) O funcionamento da bússola não tem relação com o magnetismo da Terra. (   )

i) Quebrar um ímã em forma de barra é uma maneira simples de obter dois polos magnéticos isolados. (    )

 

2) Uma bússola e uma barra imantada estão sobre uma mesa de madeira. Quando colocada no ponto 2, a bússola tem a orientação mostrada na figura a seguir. Qual das opções apresentadas mostra corretamente a orientação da bússola, quando ela é colocada nas posições 1 e 3?

3) 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;

    

4) Se um ímã é quebrado ao meio, devemos esperar que:

      (A) as suas partes desmagnetizem-se.

      (B) uma de suas partes torne-se um polo norte, e a outra, um polo sul.

      (C) cada uma de suas partes torne-se um ímã menor.

      (D) temporariamente, percam sua magnetização.


5) As bússolas são dispositivos usados ao longo dos séculos para facilitar a navegação. Assinale a alternativa correta em relação às bússolas.

      (A) As bússolas são pequenos ímãs que se orientam de acordo com o campo elétrico da Terra.

      (B) As bússolas são capazes de apontar na direção exata do Norte geográfico.

      (C) As bússolas são úteis em qualquer região do planeta Terra.

      (D) As bússolas são agulhas magnetizadas que se alinham de acordo com o campo magnético da Terra.


6) Um aluno estava usando uma bússola para orientar-se no interior da sala de laboratório. Num certo momento, a agulha mudou repentinamente de posição. Como se explicaria esse movimento da agulha?

      (A) No momento em que a bússola sofreu a perturbação, ela interagiu com algum outro campo magnético que não o da Terra presente no laboratório.

      (B) O uso da bússola, só é possível se houver interação com algum campo magnético, como não havia ação de nenhum campo, a bússola ficou desorientada.

      (C) Com certeza dentro do laboratório não havia nenhum equipamento ou instalação elétrica que produza um campo magnético ideal ao funcionamento da bússola.

      (D) Ocorreu uma sobreposição do campo magnético da Terra sobre a bússola e ela apontou para o polo sul magnético da Terra.


7) Indique a única afirmativa correta:

      (A) Polo norte da agulha magnética de uma bússola é a extremidade da agulha que aponta, aproximadamente, para o polo sul geográfico da Terra.

      (B) O polo norte de um ímã atrai o polo norte de outro ímã.

      (C) Se serrarmos transversalmente um ímã, cada parte obtida será constituída de um polo somente.

      (D) Polo sul da agulha magnética de uma bússola é a extremidade da agulha que aponta, aproximadamente, para o polo sul geográfico da Terra.

      (E) Ao aproximarmos um ímã de um prego de ferro, o prego não se magnetiza e, portanto, não é atraído pelo ímã.


8) Brasileiros isolam mais bactérias magnéticas na Antártida

De difícil cultivo, bactérias que se orientam usando campos magnéticos têm várias aplicações em potencial. Sorriso aberto, aplauso contido: assim a doutoranda em microbiologia Karen Tavares Silva, da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), reage ao ver, na lâmina do microscópio, um ponto escuro mover-se para a borda de uma gota d’água, atraído pelo pólo sul de um ímã. Alegria que aumenta quando, retirado o ímã, o ponto afasta-se. Era a confirmação de que as amostras de sedimentos colhidas de uma praia na Antártida continham bactérias capazes de se orientar usando campos magnéticos.

Texto adaptado. Fonte: Brasileiros isolam mais bactérias magnéticas na Antártida. 2009.

Disponível em: https://ciencia.estadao.com.br/noticias/geral,brasileiros-isolam-mais-bacterias-magneticas-na-antartida,478719. Acesso em: 10 dez. 2019.

Certas bactérias produzem biologicamente pequenos grãos de magnetita, que são monodomínios magnéticos que atuam como bússolas para detectar o campo magnético terrestre.

Equipado com tais sensores de direção, esses organismos são capazes de atingir o fundo de lagos para localizar maior quantidade de alimentos.

a) Represente as linhas de campo magnético da Terra identificando os polos geográficos e magnéticos.

b) Uma amostra desses organismos foi coletada próxima ao hemisfério norte. Qual seria a direção sensorial dessas bactérias?


9) Magnetismo Terrestre

A descoberta de que a Terra possui um campo magnético, comportando-se como um grande imã, ocorreu em 1600, com trabalhos do físico e médico inglês William Gilbert. A origem desse campo magnético e as suas consequências para a Terra ainda são objeto de estudo, mas sua importância é incontestável. Foi ele que permitiu as grandes navegações, pelo uso da bússola (os modernos navios usam GPS). É ele também que nos protege das partículas carregadas de eletromagnetismo provenientes do Sol (vento solar), a 700 km/s, e de outros pontos da galáxia (além de afetar seriamente as transmissões de rádio e televisão, há evidências de que as tormentas magnéticas aumentam as ocorrências de ataques cardíacos). [...] Teoricamente, um campo magnético estende-se infinitamente, ficando mais fraco com o aumento da distância da sua fonte. O campo magnético da Terra estende-se por várias dezenas de milhares de quilômetros, constituindo a chamada magnetosfera da Terra. [...] A intensidade de um campo magnético é medida com uma unidade chamada tesla. O campo geomagnético é expresso com o submúltiplo nanotesla (nT), que vale 10-9 tesla.[...] Nas regiões polares, a intensidade do campo na superfície da Terra é em torno de 70 mil nT; já na região equatorial, cai para metade desse valor, aproximadamente. Na região do Atlântico Sul, há uma grande área onde a intensidade magnética é bastante baixa, sendo por isso chamada de Anomalia Magnética do Atlântico Sul. Grande parte dessa área abrange o Brasil. Os valores extremos para a intensidade do campo total são 24 mil nT na Anomalia Magnética da América do Sul e 66 mil nT na região entre a Austrália e a Antártica. [...]

BRANCO, P. M. Magnetismo terrestre. Serviço Geológico do Brasil (CPRM), 5 maio 2015. Disponível em: http://www.cprm.gov.br/ publique/Redes-Institucionais/Rede-de-Bibliotecas---RedeAmetista/Magnetismo-Terrestre-2623.html. Acesso em: 21 ago. 2020.



Pesquisa Google:

1) O que é domínio magnético?

2) Um ímã pode perder a sua magnetização?



Aprofunde-se:

https://pt.wikipedia.org/wiki/Michael_Faraday








CAMPO MAGNÉTICO

Os campos magnéticos permeiam nosso cotidiano, estão nas tarjas magnéticas dos cartões, nos HD’s dos nossos computadores, são usados em shows de mágicas e em aparelhos de ressonância magnética. E atire a primeira pedra quem não tem um ímã em sua geladeira, com número do telefone da farmácia ou da pizzaria preferida. Historicamente, a utilização de campos magnéticos teve um papel importante no período das grandes navegações, pois as agulhas magnéticas de uma bússola se alinham com a direção Norte-Sul da Terra. Atualmente, temos o GPS que poderia ser chamado de bússola da era digital.

Espalhe limalha de ferro sobre uma folha de papel colocada em cima de um ímã. O padrão do campo magnético vai surgir e o interessante é que este mesmo padrão é produzido pelo campo magnético do nosso planeta. Direcione seus estudos para as fontes de campo magnético, bem como para suas características, e conseguirá resolver os itens deste tema. 

Observação:

Para tornar acessível e facilitar a visualização em celulares, algumas questões que possuem imagens, gráficos, frações ou símbolos foram adaptadas a partir das originais. Porém, isso não compromete o entendimento nem o contexto das mesmas.

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