COLÉGIO TÉCNICO
ESCOLA DE EDUCAÇÃO BÁSICA E PROFISSIONAL
UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS
Setor de
Física
2º ano
LAB 08
CAMPO MAGNÉTICO1
Imãs interagem a distância com outros imãs. Em eletrostática, usamos a ideia de campo elétrico ao
raciocinar sobre a interação entre cargas que estavam separadas umas das outras. De maneira
similar, definimos campo magnético para as interações de origem magnética. Na aula de hoje você
investigará o campo magnético gerado por imãs em forma de barra. Você verá que as características
do campo magnético gerado por esse tipo de imã se assemelham às características do campo
magnético que circunda a Terra. Ao final da atividade, esperamos que você saiba: (i) como funciona
uma bússola; (ii) utilizar bússolas para mapear o campo magnético no espaço; (iii) que o campo
magnético é uma grandeza vetorial; (iv) representar o campo magnético através de linhas de força e
através de vetores.
Exploração da Simulação
Abra a simulação disponível no endereço abaixo (há uma cópia deste roteiro na área de trabalho do
computador). Será preciso autorizar a execução da simulação (peça ajuda ao professor):
http://www.phy.ntnu.edu.tw/ntnujava/htmltag.php?
code=users.sgeducation.lookang.MagneticBarFieldsecondmagnet06_pkg.MagneticBarFields
econdmagnet06Applet.class&name=MagneticBarFieldsecondmagnet06&muid=14019
Esta simulação permite explorar as características do campo magnético gerado por imãs em forma
de barra. Com ela você aprenderá sobre as características desse campo. Aprenderá também como
representá-lo através de linhas de força e a determinar a direção e o sentido do vetor campo
magnético em pontos próximos ao imã.
Explore a simulação e perceba que ela permite:
• Variar a intensidade do campo magnético do imã (cursor localizado sobre a barra vermelha no
canto inferior da tela);
• Ocultar os imãs. Para isso é preciso clicar na caixa “magnet1” ou “magnet2”;
• Rotacionar os imãs. Abaixo das caixas “magnet1” ou “magnet2” há cursores que permitem
esse controle;
• Variar o “zoom” da simulação através do cursor localizado no canto direito da tela;
• Utilizar uma bússola (compass). Junto à bússola há informações sobre o módulo do vetor
•
campo magnético ( ), de suas componentes ortogonais (
e
) e do ângulo θ formado
pelo vetor campo magnético (lembre-se do circulo trigonométrico).
Há um botão de reset, localizado no canto inferior direito, que permite reiniciar a simulação
levando-a para o estado inicial.
Investigação Sobre o Campo Magnético
Reinicie a simulação, oculte um dos imãs e ative a bússola.
1. Com o auxílio da bússola, explore o campo magnético em pontos localizados ao redor e sobre o
próprio imã. Já foi dada a dica de que o campo magnético é uma grandeza vetorial. Obtenha
1
Atividade de laboratório baseada em material do livro “Tutorials in Introductory Physics” de McDermott, Shaffer, &
Physicis Education Group. Adaptação feita por Alexandre Faria e Arnaldo Vaz, do Coltec, e Josimeire Júlio, da UFSCar,
a partir de pesquisa em ensino realizada com alunos e professores voluntários do Colégio Técnico e apoio do CNPq –
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico.
COLTEC – SETOR DE FÍSICA – 2º ANO – 2º TRIMESTRE DE 2014
informações sobre o módulo, a direção e o sentido do vetor campo magnético nos diferentes pontos
que você explorar. Descreva os resultados dessa exploração em 1 parágrafo. Utilize desenhos para
auxiliar sua descrição.
2. Que critério seu grupo utilizou para definir a direção do vetor campo magnético nos pontos em que
a bússola foi colocada? E para definir o sentido do vetor campo magnético? Explique.
3. Você nota alguma diferença na configuração das linhas de campo na região externa e interna dos
imãs? A que você atribui essa diferença?
4. Localize os polos magnéticos do ímã, O que caracteriza a configuração das linhas de campo
magnético nessa região?
5. Na tela da simulação há um número considerável de pequenas agulhas magnéticas que se
orientam conforme o campo magnético do imã em forma de barra. Você identifica algum padrão na
organização dessas agulhas magnéticas? Você consegue perceber a semelhança desse padrão com
algum outro estudado no curso de física do 2º ano? Qual? Represente o padrão identificado com o
auxílio de um desenho.
6. É possível dispor os imãs de modo que o campo magnético entre eles seja nulo? Se sim,
represente as maneiras possíveis através de um desenho e mostre onde o campo magnético é nulo.
Você conseguiu anular o campo magnético em todo o espaço entre os imãs ou em um ponto
específico? Explique.
O Campo Magnético Terrestre
7. Peça uma bússola ao professor. Coloque-a sobre a bancada do laboratório. Afaste da bússola
todos os objetos que estão sobre a mesa. Chacoalhe a bússola com cuidado, de modo a tirar a
agulha da posição em que se encontra.
a) Descreva o comportamento da bússola após ser chacoalhada.
b) O que poderia explicar esse comportamento da bússola? Sua resposta baseia-se em alguma
evidência? Qual?
c) Com que corpo a bússola interage? Explique por que se pode pensar dessa forma.
d) Descreva como você utilizaria uma bússola para identificar o polo norte de um imã em forma de
barra.
Desafio
Você já sabe que a Terra se comporta como um grande imã. Discuta com seu grupo se o vetor que representa o
campo magnético terrestre é paralelo à superfície em todas as regiões do planeta. Escreva 1 parágrafo para
sintetizar a discussão do grupo. Caso julgue necessário, utilize desenhos para melhorar o entendimento do texto
produzido.
COLTEC – SETOR DE FÍSICA – 2º ANO – 2º TRIMESTRE DE 2014