Acreditamos que, de alguma forma, você já teve um contato com a força magnética em sua vida. Seja na escola, através da física ou na fase adulta em relação aos ímãs. Ela também é conhecida como Força de Lorentz, que se trata da consequência da força eletromagnética, uma das quatro forças fundamentais da natureza.
Essa força ocorre por conta do movimento de cargas, que é basicamente a interação entre dois corpos dotados de propriedades magnéticas, como os ímãs ou cargas elétricas que estão em movimento.
Nesse conteúdo, vamos mais a fundo em relação a força magnética, explicando de maneira simples e objetiva, como ela funciona. Continue a leitura do conteúdo para saber mais sobre o assunto, com quem é especialista.
Entendendo a força magnética
Como já falamos no início do conteúdo, a força magnética ocorre por conta do movimento de cargas elétricas. Ou seja, a força passa a existir quando uma partícula eletricamente carregada movimenta-se em uma região onde atua o campo magnético.
Considerando que a carga pontual Q, com velocidade V, é lançada em uma região que existe um campo magnético uniforme B, possa atuar sobre ela uma força magnética com intensidade dada pela seguinte equação:
F = Q.v.B.senα
*α é o ângulo entre os vetores da velocidade V e do campo magnético B.
A direção do campo magnético é perpendicular ao plano que contém os fatores V e F, e o sentido é dado pela regra da mão direita, conforme a figura abaixo:
Veja que o dedo aponta na direção do campo magnético B, o indicador mostra a direção da velocidade V com que a carga se movimenta e o polegar aponta no sentido da força magnética F.
O movimento adequado pela carga elétrica ao entrar em contato com o campo magnético depende do ângulo em que ela foi lançada.
- Quando a partícula é lançada ela possui uma velocidade paralela às linhas de indução do campo magnético. Ou seja, a força magnética é nula.
Observe que, nesse caso, o ângulo α = 0º ou α = 180º. Portanto, a equação utilizada para calcular a força é:
F = Q.v.B.senα.
E o sen 0º = sen 180º = 0
Se a força é igual a zero, a partícula mantém-se com a mesma velocidade e realiza o movimento retilíneo uniforme na mesma direção do campo magnético.
- Quando a força lançada é 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
O movimento executado pela partícula é circular e uniforme nesse caso.
- Partícula lançada obliquamente às linhas de campo: nesse caso, devemos considerar os componentes x e y do vetor velocidade. A velocidade vx tem o mesmo sentido que as linhas do campo magnético, enquanto o vy é perpendicular. Esse modo pode ser denominado como helicoidal uniforme.
Características da força magnética
As linhas do campo magnético saem do polo norte e entram no polo sul. De fato, elas são semelhantes às linhas de campo elétrico de um dipolo elétrico, mas a diferença é que as linhas do campo magnético não terminam no polo sul, nem começam no norte, mas são linhas fechadas que passam pelos dois polos.
Ou seja, as linhas de campo saem do polo norte e entram no polo sul. Sendo assim, se dividirmos um ímã em vários pedaços menores, cada um deles irá possuir um polo norte e um polo sul.
Portanto, é impossível existir um ímã com apenas um polo (monopolos magnéticos não existem).
O fenômeno da aurora boreal, por exemplo, causa-se pelo impacto de partículas originadas no sol com o campo magnético terrestre, que aplica uma força sobre essas partículas.Ou seja, por convenção, nós adotamos o sentido das linhas de campo magnético com o mesmo sentido da bússola, apontando para o polo norte.
A força magnética está presente em nossas vidas em cada detalhe, desde um fenômeno no céu até os imãs que usamos.
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