FÍSICA
3ª SÉRIE
ATUAÇÃO DA FORÇA MAGNÉTICA NO MOVIMENTO DE CARGAS ELÉTRICAS
AULA 27
OBJETIVO DA AULA
d22 - Reconhecer efeitos do campo magnético produzido por ímãs naturais, artificiais, pela Terra e/ou por corrente elétrica em diferentes contextos.
d27 - Relacionar o conceito de campo elétrico com a força elétrica.
PARA INÍCIO DE CONVERSA
Conversem com os colegas e respondam para o(a) professor(a): em quais aparelhos de sua casa, vocês identificam o movimento dos sistemas usando magnetismo e eletricidade?
São vários, todos que usam motor elétrico como: liquidificador, batedeira, secador de cabelo, aspirador de pó dentre outros.
Fonte: https://gifsdefisica.wordpress.com/gifs-de-eletricidade-e-magnetismo/
No séc. XIX, ocorreram muitas descobertas no campo da eletricidade e do magnetismo. Alguns físicos, como Michael Faraday, desenvolveram leis físicas que explicam o comportamento e o funcionamento de muitas máquinas.
O CAMPO ELÉTRICO
No contexto da Física, os campos são responsáveis pela interação entre os corpos e seu efeito é que permite que um corpo seja percebido.
Qualquer carga elétrica gera um campo elétrico, independente do seu sinal e do seu módulo. Observe como é representado o campo elétrico:
O campo elétrico E, é representado por linhas de campo que indicam a direção e o sentido da força elétrica sobre uma carga elétrica positiva no campo.
O CAMPO ELÉTRICO
O campo elétrico é determinado por:
A unidade de campo elétrico é o newton por coulomb (N/C), em módulo pode-se usar a expressão:
ANALISANDO CAMPO ELÉTRICO
Observe a figura:
As linhas em laranja representam o campo elétrico entre as cargas elétricas q1 e q2, portanto pode concluir que:
q1 é negativa e q2 é negativa
q1 é negativa e q2 é positiva
q1 é positiva e q2 é negativa
q1 é positiva e q2 é positiva
q1 e q2 são iguais
CALCULANDO O CAMPO ELÉTRICO
Posiciona-se no vácuo uma carga elétrica de 2 µC, qual é a intensidade de campo elétrico gerado por ela nas distâncias de 1 m e 2 m?
Use: K = 9·109 N·m2/C2.
Como:
Temos duas situações:
1ª ⇒ d = 1 m
q = 2 µC
q = 2·10-6 C
2ª ⇒ d = 2 m
MUDANDO DE ASSUNTO
Os campos são muito importantes para a Física.
Quais são as três grandezas de campo que a Física estuda?
São o campo gravitacional, o campo elétrico e o campo magnético.
Para cada um desses campos há uma força relacionada:
Campo gravitacional ⇒ força gravitacional
Campo elétrico ⇒ força elétrica
Campo magnético ⇒ força magnética
FORÇA MAGNÉTICA
É a força gerada por um campo magnético sobre uma carga elétrica em movimento ou um material de propriedades magnéticas.
Fonte: https://media.tenor.com/By7nrydPLx8AAAAM/magnet.gif
Quando atua sobre uma carga elétrica em movimento é determinada por:
Fm ⇒ força magnética
q ⇒ carga elétrica
v ⇒ velocidade da carga elétrica
B ⇒ campo magnético
sen(𝛳) ⇒ ângulo entre a velocidade e o campo magnético
FORÇA MAGNÉTICA
Num fio transmitindo corrente elétrica, a força magnética é obtida por:
Fm ⇒ força magnética
i ⇒ corrente elétrica
L ⇒ comprimento do condutor(fio)
B ⇒ campo magnético aplicado
𝛳 ⇒ ângulo entre L e B
MEDINDO FORÇAS
Copie e resolva: qual é a força magnética exercida por um ímã que atrai, elevando, um corpo de 100 g? (Use g = 10 m/s2)
Fonte: https://www.preparaenem.com/fisica/processos-imantacao.htm
Nesta situação a força exercida é igual ao peso do corpo:
P = m . g
P = ?
m = 100 g ⇒ 0,1 kg
g = 10 m/s2
P = 0,1 . 10
P = 1 N
A força magnética foi de um newton.
A força magnética gerada por ímãs é muito intensa, porém de curto alcance, afetando apenas materiais próximos a eles.
FORÇA MAGNÉTICA - DIREÇÃO E SENTIDO
Para determinar a direção e sentido da força magnética Fm usamos a regra da mão esquerda ou pela regra do tapa.
imagens disponível em: https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/forca-magnetica.htm
PRATICANDO 1 - COMPARANDO
Disponível em: https://www.metropoles.com/saude/confira-4-sinais-nas-maos-que-podem-indicar-se-voce-tem-diabetes
Copie e responda: por que deve-se trocar a mão esquerda pela direita, quando na análise da força magnética, usa-se a corrente elétrica?
Lembre-se do sentido convencional da corrente elétrica, é contrário ao sentido real, por isomeria as mãos corrigem o problema.
As regras que usam as mãos para determinar a direção e o sentido da força facilitam nossa vida, reduzindo o trabalho matemático a um simples posicionamento das mãos.
FORÇA MAGNÉTICA SOBRE
CARGAS ELÉTRICAS
Fonte: https://app.planejativo.com/estudar/321/resumo/fisica-forca-magnetica-e-regra-da-mao-esquerda
A força magnética que atua sobre a carga elétrica em movimento gera um desvio nela.
Num campo magnético uniforme, essa carga elétrica pode entrar em movimento circular, pois a força magnética atua como uma força centrípeta.
FORÇA MAGNÉTICA SOBRE
CORRENTES ELÉTRICAS
Disponível em: https://1.bp.blogspot.com/-_xIzp2NiG64/Uv2Lx_Q5c6I/AAAAAAAAADw/chySWpAvgAA/s1600/galvanometro.jpg
Sob a ação de um campo magnético a corrente elétrica sofre uma força magnética.
Numa espira pode gerar o movimento circular
Fonte: https://makeagif.com/gif/principio-do-motor-eletrico-q4hRMQ
liquidificador
PRATICANDO 2 - APARELHOS
A força magnética gerada por indução é muito usada em aparelhos, pois converte energia elétrica em energia mecânica, produzindo movimento.
Dos aparelhos domésticos listados a seguir, qual utiliza a força magnética para funcionar?
chuveiro elétrico
ferro de passar
forno elétrico
tomadas
Fonte: https://www.simplesdecoracao.com.br/2015/04/cuidados-na-compra-e-instalacao-de-eletrodomesticos/
Possui motor elétrico que usa a força magnética para girar.
Professor, caso tenha alguma sugestão ou elogio para esta aula, acesse: https://forms.gle/ZuC8G4UPYMEdztJy5
Na aula de hoje, verificamos como a força magnética atua sobre cargas elétricas em movimento(corrente elétrica).
O QUE VIMOS?
Fonte: https://www.sofisica.com.br/conteudos/Eletromagnetismo/CampoMagnetico/imasemagnetos.php
REFERÊNCIAS