Física geral e experimental II - MAGNETISMO

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Física geral e experimental II	
Aula_11
magnetismo
 Foram observados fenômenos magnéticos há mais de 2500 anos, numa antiga cidade (Magnésia) à oeste da Turquia.
 Eram pequenos fragmentados de minério de ferro, conhecidos hoje como ímãs permanentes (desses que colocamos na geladeira);
 Percebeu-se que um ímã permanente exerce força sobre outro ímã, ou ainda sobre qualquer pedaço de ferro não imantado.
 Uma haste imantada livre se alinha à direção norte-seul da Terra. É o que com a agulha de uma bússola.
 Há fortes evidências entre o magnetismo e o movimento de cargas elétricas;
 A primeira delas vem de Hans Christian Oersted, ele verificou que a agulha de uma bússola era desviada quando próxima a um fio conduzindo corrente elétrica;
 Pesquisas semelhantes foram feitas:
 na França, por André Ámpère;
 na Inglaterra, por Michael Faraday;
 nos EUA, por Joseph Henry
 Todos notaram que o movimento deum ímã nas vizinhanças de uma espira condutora pode produzir corrente elétrica na espira.
Campo magnético
Vimos que:
 Uma distribuição de cargas elétricas em repouso cria uma campo elétrico E no espaço em torno dessa distribuição;
 O campo elétrico exerce uma força F, sobre qualquer carga q que seja colocada no campo;
Em analogia podemos descrever as interações magnéticas:
 Uma carga móvel ou uma corrente elétrica cria uma campo magnético em suas vizinhanças (além do campo elétrico);
 O campo magnético exerce uma força F sobre qualquer outra corrente ou carga que se mova no interior deste campo;
Força magnética sobre cargas em movimento
O módulo da força magnética é proporcional ao módulo da carga.
O módulo da força magnética é proporcional ao módulo do campo B;
A força magnética depende da velocidade da partícula
A força magnética não possui a mesma direção do campo magnético B, ela é perpendicular a B e também a v;
f é o ângulo medido no sentido da rotação do vetor v para B.
Regra da mão direita para determinar o sentido da força magnética
Exemplo 1
Um feixe de prótons se move a 3.105 m/s em um campo magnético uniforme, com módulo igual a 2,0 T, orientado ao longo do eixo positivo Oz. A velocidade de cada próton está contida no plano xz, formando um ângulo de 30° com o eixo Oz. Determine o valor da força que atua sobre o próton
Linhas de campo magnético
Movimento de partículas carregadas em um campo magnético
Movimento de partícula carregada em campo magnético
 Quando uma partícula carregada se move no interior de um campo magnético, sobre ela atua uma força magnética e seu movimento pode ser determinado pelas leis de Newton
 A força magnética nunca possui componente paralelo à velocidade da partícula, portanto não pode realizar trabalho. 
Exemplo 2
Um magnétron de um forno de micro-ondas emite ondas eletromagnéticas com frequência de 2450 MHz. Qual é o módulo do campo magnético necessário para que os elétrons se movam em órbitas circulares com essa frequência?
Para o aluno 1
A força magnética sobre um elétron é 4,6.10-15N quando ele se move com um ângulo de 60° em relação a um campo magnético de módulo igual a 3,5.10-3T. Qual é a velocidade desse elétron?
Para o aluno 2
Um elétron se move com velocidade de 2,5.106m/s em uma região onde existe um campo magnético com uma direção especificada e com módulo igual a 7,4.10-2T.
A) Quais devem ser o maior e o menor módulo da aceleração de um elétron provocada por esse campo magnético?
B) Se a aceleração real do elétron for igual a um quarto do maior módulo encontrado no ítem a) qual deve ser o ângulo entre a velocidade do elétron e o campo magnético?
Para o aluno 3
Uma garrafa plástica de refrigerante, com um diâmetro de 2,5 cm é colocada sobre uma mesa. Um campo magnético de 1,75 T orientado de baixo para cima, forma ângulo de 25° a partir da vertical que engloba a garrafa. Qual é o fluxo magnético total que passa pela garrafa plástica de refrigerante?
Para o aluno 4
Um elétron no ponto A da imagem possui velocidade de 1,41.106 m/s. Determine:
A) o módulo a direção e o sentido do campo B que obriga o elétron a descrever uma órbita semicircular de A até B.