Física II – Curso Licenciatura em Química
Selma Rozane
2015.2
I N T R O D UÇ ÃO
A palavra magnetismo tem sua origem na Grécia Antiga, porque foi em
Magnésia, região da Ásia Menor (Turquia), que se observou um minério com
a propriedade de atrais objetos de ferro. Tal minério ficou conhecido por
magnetita.
Hoje se sabe que eletricidade e magnetismo são aspectos do mesmo
fenômeno, o eletromagnetismo.
No magnetismo não existe o conceito equivalente à carga elétrica, embora
exista o conceito de pólo magnético. Na eletricidade existem cargas elétricas
opostas, positiva e negativa, e partículas elementares portadoras dessas
cargas, no magnetismo não há pólos magnéticos isolados nem partículas
portadoras dos pólos magnéticos.
(a)
Figura 1: (a) magnetita e (b)
Replicas de bússolas chinesas
(b)
“A interação entre pólos
magnéticos iguais é repulsiva
e entre pólos magnéticos
diferentes é de atração”
Figura 2
Figura 3 – Ímãs partidos dão origem a novos ímãs, cujos
pólos vão depender da forma como a divisão foi feita. Os
novos ímãs podem atrair-se ou repelir-se.
Poderíamos pensar em descrever o magnetismo produzidos por
ímãs permanentes de forma análoga à eletrostática, introduzindo
cargas magnéticas N e S por analogia com cargas elétricas + e -. No
entanto, a experiência mostra que não é possível separar os pólos
N e S de um imã. Até o momento, nunca foi observado monopólos
magnéticos (pólos magnéticos isolados).
Fonte: Livro - Física 3 – Alberto Gaspar – 1ª. Edição / 3ª. Impressão. Pg.185
A FORÇA MAGNÉTICA SOBRE UMA CARGA EM MOVIMENTO
Para introduzir apropriadamente o conceito de campo magnético,
vamos relembrar o conceito de campo elétrico. Descrevemos as
interações elétricas em duas etapas:
1. Uma distribuição de cargas elétricas em repouso cria um campo
elétrico 𝐸 no espaço em torno da distribuição.
2. O campo elétrico exerce uma força 𝐹 = 𝑞𝐸 sobre qualquer carga
q que esteja presente no campo.
Podemos descrever as interações magnéticas tal que:
1. Uma carga móvel ou uma corrente elétrica cria uma campo
magnético em suas vizinhanças (além do campo elétrico).
2. O campo magnético exerce uma força 𝐹 sobre qualquer outra
corrente ou carga que se mova em seu interior.
DEFINIÇÃO DO CAMPO MAGNÉTICO
O campo magnético exerce forças sobre cargas em movimento. Verifica-se que a
força magnética é proporcional à carga e à intensidade da velocidade da
partícula, e que a direção da força é perpendicular às direções da velocidade e
do campo magnético.
F  q(v  B)
Para qualquer sinal da carga, o módulo da força é dada por:
F  qvBsen 
Figura 4 - Regra da mão direita
onde  é o ângulo entre o vetor velocidade e o vetor campo magnético.
F  0 se a carga está parada (v  0) ou v e B são paralelos
ou antiparalelos (  n , com n  0,1, 2 ).
A unidade SI do campo magnético é o tesla (T):
1 tesla = 1
newton
newton

coulomb  metro/segundo ampère  metro
Uma unidade mais antiga para o campo magnético, ainda de uso comum, é o gauss (não
faz parte do SI). A relação entre o tesla e o guass é: 1T = 104 gauss
Linhas de Campo Magnético
As linhas de campo associadas a um dado campo magnético são desenhadas obedecendo:
• Toda linha de campo magnético é contínua e fechada, saindo do pólo N e chegando ao
pólo S.
• Apenas uma linha de campo passa por um dado ponto do espaço e essa linha é
tangente ao vetor campo magnético nesse ponto.
• O número de linhas de campo que atravessam uma superfície de área unitária e
perpendicular a essas linhas é proporcional à intensidade do campo magnético local.
Figura 5: Exemplos de linhas de campo magnético
A FORÇA DE LORENTZ
Se existir campo magnético e elétrico atuando sobre uma carga q,
a força resultante será:
𝐹 = 𝑞𝐸 + 𝑞𝑣 × 𝐵
Esta é a chamada força de Lorentz. Ela não é um novo tipo de
força: é apenas a soma da força elétrica com a força magnética
(força eletromagnética) que atuam simultaneamente sobre a
partícula carregada. A componente elétrica dessa força atua sobre
qualquer partícula carregada, estando ela em repouso ou em
movimento, no entanto, a componente magnética atua apenas
sobre partículas carregadas em movimento.
Uma aplicação “mais simples” da força de Lorentz é o estudo do
comportamento de um feixe de partículas carregadas que passa
por uma região em que 𝐸 , 𝐵 e 𝒗 são perpendiculares entre si.
Força sobre condutores percorridos por corrente elétrica
Um condutor retilíneo, de comprimento l ,
percorrido por uma corrente elétrica de
intensidade i, imerso em um campo
magnético uniforme, cujo vetor campo
magnético 𝐵 forma um ângulo  com a
direção do condutor, sofre a ação de uma
forma magnética 𝐹 , cujo o módulo é dado
pela expressão:
Figura 6 – Força magnética atuando em um
segmento do condutor de comprimento l,
percorrido por uma corrente de intensidade i,
imerso num campo magnético uniforme 𝐵.
𝐹 = 𝑖 𝑙 𝐵 𝑠𝑒𝑛𝜃
A direção da força 𝐹 é perpendicular ao plano que contém 𝐵 e o condutor e a direção e
sentido conforme figura 7.
Figura 7: O polegar indica o sentido da corrente
elétrica, a palma da mão estendida indica o
sentido do vetor campo magnético 𝐵 e a força 𝐹
“sai” perpendicularmente da palma da mão.
Referências: Halliday - Resnick - Walker. Fundamento da Física. Vol. 3.
Alberto Gaspar - Física 3 - 1a. Edição/3a. Impressão