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EM10 - CAMPOS MAGNÉTICOS

traduzido do sítio: http://www.nde-ed.org/EducationResources/HighSchool/Magnetism/magneticfields.php

Após ler essa seção você estará apto ao seguinte:

  • Explanar como as linhas magnéticas de fluxo são afetadas pela presença de outros campos magnéticos.

Em cada uma das imagens a seguir, ímãs na forma de barras são colocados em um pedaço de papel. Em seguida, um leve pó de material ferromagnético é polvilhado ao redor do ímã. As linhas ao redor dos ímãs nas imagens a seguir são produzidas pelo acúmulo desse pó ao longo das linhas de campo ao redor desses ímãs. A essa imagem formada chamamos de magnetografia.

Caixa A

Campo Magnetico 1
A imagem da caixa A mostra o que ocorre quanto um ímã na forma de barra é colocado sobre uma folha de papel, e pó de ferro é polvilhado ao seu redor.

Caixa B

Campo Magnetico 2
A imagem da caixa B mostra o que ocorre quanto dois ímãs na forma de barra são colocados sobre uma folha de papel, com os polos semelhantes voltados um para o outro, e pó de ferro é polvilhado ao seu redor.

Caixa C

Campo Magnetico 3
Finalmente, a imagem da caixa C mostra o que ocorre quanto dois ímãs na forma de barra são colocados sobre uma folha de papel, com os polos contrários voltados um para o outro, e pó de ferro é polvilhado ao seu redor.

Perguntas

  1. O que está acontecendo quando partículas finas de ferro são polvilhadas ao redor dos ímãs?
  2. Você vê diferenças nos padrões (posição/caminho das linhas de fluxo magnético) em cada uma das três situações? Se sim, que diferenças são essas?
  3. O que os padrões indicam em cada situação?
  4. Você pode dizer por esses padrões onde as forças magnéticas podem ser as mais fortes? E as mais fracas?
  5. Você pode dizer por esses padrões onde as forças magnéticas estão atraindo? E repelindo?

Discussão

O que o padrão (posição ou caminho das linhas de fluxo magnético) feito pelas partículas de ferro indica?

Você aprendeu em experiência anterior que não importa quantas vezes você sub divida um ímã, cada parte dividida ainda é um ímã. Mesmo se você triturar um ímã em partículas do tamanho de areia, cada grão minúsculo continua sendo um ímã com um polo norte e um polo sul. Quando essas partículas magnetizadas são polvilhadas sobre o ímã na Caixa A, o padrão resultante mostra o campo magnético em torno de um único ímã. Podemos ver que a força do ímã é a mais forte nas duas extremidades porque mais partículas de ferro estão concentradas nessas áreas (menor espaçamento entre as linhas de fluxo). As linhas  de fluxo magnético fluem de uma ponta (polo) do ímã para a outra.

Como explicar o que está ocorrendo, nessas diferentes situações expressas nas caixas A, B e C?

Para entender o que está acontecendo, lembre-se de uma experiência anterior que um ímã circulado por uma bússola, teve sua agulha apontada para o norte em resposta ao campo magnético da Terra, a menos que esteja sob a atuação de um forte campo magnético. Se a bússola está perto de um forte ímã na forma de barra, os polos opostos dos ímãs (ponteiro/agulha da bússola e ímã na forma de barra) são atraídos um pelo outro. Podemos usar esse conceito para identificar o campo magnético de um ímã colocando uma bússola em vários locais ao redor do ímã na forma de barra e observando onde a agulha da bússola aponta. Se a bússola estiver longe do ímã na forma de barra, a bússola sempre apontará para o norte terrestre porque não está sobre a atuação do campo magnético do ímã na forma de barras. À medida que se aproxima do ímã, a bússola começa a apontar cada vez mais para o polo do ímã como resultado da força, ou do campo magnético, do ímã. A agulha da bússola alinha-se com as linhas de fluxo magnético do ímã.

E se...

Digamos que em vez de usar uma bússola para se mover ao redor do ímã na forma de barra, colocamos milhares de pequenas agulhas de bússola ao redor do ímã na forma de barra e observamos em que direção eles apontam e que padrão de caminho/orientação eles seguem. Isso é o que está acontecendo em nossa experiência com as partículas, finamente divididas, de ferro. Cada pequena partícula de ferro magnético é um pequeno ímã com um polo norte e sul, como uma pequena bússola. Quando os depósitos de ferro são polvilhados, aqueles muito próximos ao ímã, onde a força magnética é a mais forte, aderem ao ímã.

As partículas mais afastadas, onde a força magnética é menos forte, se alinharão com as linhas de fluxo magnético, e não serão atraídos para aderir ao ímã. As partículas ainda mais distantes, fora da força magnética do ímã na forma de barra, apontarão para o norte terrestre (em resposta ao campo magnético da Terra). Os padrões formados pela direção/orientação das pequenas bússolas (partículas individuais) podem nos informar onde a força magnética é mais forte, onde existe uma força de atração, e onde existe uma força de repulsão. Na caixa B, o padrão indica uma força de repulsão porque os pequenos ímãs (partículas de ferro) estão se afastando das extremidades dos ímãs maiores na forma de barra. Observando o padrão na Caixa C, verifica-se que as duas extremidades desses ímãs na forma de barra se atraem porque os pequenos ímãs parecem estar alinhados de ponta (polo) a ponta (polo), atraindo um ao outro e também atraindo para as extremidades dos ímãs maiores na forma de barras.


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