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Tópico 1 – O campo magnético e sua influência sobre cargas elétricas 231 4. Campo magnético uniforme Definição Campo magnético uniforme é aquele em que o vetor indução magnética B tem o mesmo módulo, a mesma direção e o mesmo sentido em todos os pontos do meio. Embora possam ser desenhadas em todos os pontos do campo, as linhas de indução de um cam- po magnético uniforme são representadas por al- gumas linhas retas paralelas entre si e igualmente orientadas. Além disso, elas são traçadas com espa- çamentos iguais para indicar que a intensidade do campo é igual em toda a região: B B B B Se ocorrer o contrário, isto é, se o sentido do campo for para dentro do papel, ele será representa- do por um conjunto de “cruzinhas” também unifor- memente distribuídas, conforme a próxima figura. B Em um campo magnético uniforme, as linhas de indução são representadas por linhas retas paralelas, igualmente espaçadas e com a mesma orientação. O campo magnéti- co na região destacada na figura ao lado, entre os polos de um ímã em forma de U, é aproxi- madamente uniforme. N S Outra representação Imaginemos um campo magnético uniforme em que as linhas de indução são perpendiculares ao pla- no desta página. Se o sentido do campo for para fora do papel, ele será representado por um conjunto de pontos uniformemente distribuídos, como representa a figura a seguir. B Campo magnético uniforme “saindo do papel”. Padrão do campo magnético criado por um ímã em forma de U, obtido com limalhas de ferro. S P L /L at in st o ck Campo magnético uniforme “entrando no papel”. Nota: ) também podem ser usados para representar um campo magnético não uniforme e quaisquer outras grandezas vetoriais, e até mesmo correntes elétricas “saindo” ou “entrando” no papel. TF3-225_248_P3T1_5P.indd 231 20/08/12 10:50 Parte III – Eletromagnetismo232 1. Em quais dos objetos listados a seguir você consegue perce- ber interação magnética com os polos de um bom ímã? I) Borracha escolar II) Bola de gude III) Tampa de alumínio IV) Caneta plástica V) Pedaço de fio de cobre VI) Corda de guitarra VII) Grafite de lapiseira VIII) Chave de fenda comum IX) Cuba (de pia) de aço inoxi- dável 2. A figura a seguir representa uma bússola em repouso sobre uma mesa de madeira, vista de cima: N S O LBBA Como ficará estabilizada a agulha dessa bússola se um ímã em forma de barra reta for encaixado no retângulo tracejado, com seus polos magnéticos ocupando as regiões A e B do retângulo? Considere o campo magnético da Terra desprezível em comparação ao do ímã. 3. Indique a alternativa correta. a) Nas proximidades do polo norte geográfico da Terra encontra- -se o polo norte magnético. b) Os polos norte geográfico e sul magnético da Terra encon- tram-se exatamente no mesmo local. c) Polos magnéticos de mesmo nome (norte e norte ou sul e sul) se atraem. d) Os polos magnéticos norte e sul de um ímã são regiões eletri- zadas com carga positiva e negativa, respectivamente. e) Quando um ímã é quebrado em dois ou mais pedaços, cada um deles continua tendo dois polos magnéticos: o norte e o sul. 4. (Fuvest-SP) Um ímã, em forma de barra, de polaridade N (norte) e S (sul), é fixado em uma mesa horizontal. Um outro ímã seme- lhante, de polaridade desconhecida, indicada por A e T, quando colocado na posição mostrada na figura 1, é repelido para a direita. Exercícios nível 1 N A Ímã fixo Repulsão Figura 1 S T Quebra-se esse ímã ao meio e, utilizando as duas metades, fa- zem-se quatro experiências, representadas nas figuras I, II, III e IV, em que as metades são colocadas, uma de cada vez, nas proxi midades do ímã fixo. N S A Experiência I N S A Experiência II N S T Experiência III N S T Experiência IV Indicando por “nada” a ausência de atração ou repulsão da parte testada, os resultados das quatro experiências são, respectivamente: I II III IV a) repulsão atração repulsão atração b) repulsão repulsão repulsão repulsão c) repulsão repulsão atração atração d) repulsão nada nada atração e) atração nada nada repulsão 5. O vetor indução magnética em um determinado ponto P está representado na figura. Indique a posição de equilíbrio estável assumida pela agulha de uma bússola colocada na região circular tracejada. P B 6. A figura representa algumas linhas de indução de um campo magnético: B A a) Copie a figura e desenhe o vetor indução magnética nos pontos A e B. b) Em qual desses pontos o campo magnético é mais intenso? Justifique. 7. Dado o vetor indução magnética B que um ímã cria em um ponto P, identifique o polo magnético X nos seguintes casos: a) P X B b) c) X P B P X B TF3-225_248_P3T1_5P.indd 232 20/08/12 10:50 Tópico 1 – O campo magnético e sua influência sobre cargas elétricas 233 8. Os ímãs A, B e C representados na figura a seguir foram serra- dos nas regiões 1, 2 e 3, obtendo-se assim duas partes de cada um. Exercícios nível 2 N S 1 A N S 2 B N S 3 C Em que caso as partes de um mesmo ímã não podem se unir magneticamente após o corte, de modo a mantê-lo com a aparên- cia que tinha antes do corte? 9. (Fuvest-SP) Sobre uma mesa plana e horizontal, é colocado um ímã em forma de barra, representado na figura, visto de cima, junta- mente com algumas linhas de seu campo magnético. Uma pequena bússola é deslocada, lentamente, sobre a mesa, a partir do ponto P, realizando uma volta circular completa em torno no ímã. N S P São feitas as seguintes afirmações: I. As linhas de indução do campo magnético citado são orienta- das da esquerda para a direita. II. A agulha está em equilíbrio estável na situação A. III. A agulha está em equilíbrio estável na situação B. IV. A agulha está em equilíbrio instável na situação C. Quais são as afirmações corretas? 11. E.R. Suponha coincidentes os polos geográficos e os polos magnéticos da Terra e considere um ponto P no equador do planeta. NG (norte geográfico) SG (sul geográfico) O LP a) Desenhe o vetor indução magnética Bt criado pela Terra, no ponto P. b) Se um ímã criar em P um campo magnético Bi, orientado de oeste para leste e com a mesma intensidade de Bt, como se es- tabilizará a agulha de uma bússola posicionada na região circular tracejada? Resolução: a) Lembrando que no polo sul geográfico existe um polo norte magnético e que no polo norte geográfico existe um polo sul magnético, uma linha de indução do campo magnético terrestre cruza o equador com o seguinte sentido: equador SG (norte magnético) NG (sul magnético) P Então, o vetor Bt, no ponto P, pode ser representado por: P B t Nessas condições, des considere o campo magnético da Terra. Ao final desse movimento, a agulha da bússola terá completado, em torno de seu próprio eixo, um número de voltas igual a: a) 1 4 de volta. d) 2 voltas completas. b) 1 2 de volta. e) 4 voltas completas. c) 1 volta completa. 10. Na figura I, temos um campo magnético uniforme entre os polos de um ímã em forma de U. Uma agulha magnética é coloca- da inicialmente na situação A, depois, na situação B e, finalmente, na situação C. Essa agulha pode girar livremente em torno do eixo fixo E, indicado na figura II. NS N S A SN S N SN B C E (l) (ll) TF3-225_248_P3T1_5P.indd 233 20/08/12 10:50