4º Relatório - Determinação do campo magnético da Terra

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Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais 
DFQ - Departamento de Física e Química 
Curso de Graduação em Engenharia Mecânica 
 
 
 
 
 
 
 
 
Física Experimental III - Relatório 4 
 
Arthur Ferreira da Silva 
 
Relatório referente à aula de terça-feira, dia 
05/05/2020, sobre determinação do campo 
magnético da Terra, na disciplina de Física 
Experimental III, no curso de Engenharia 
Mecânica na Pontifícia Universidade 
Católica de Minas Gerais. 
Professor: Euzimar Marcelo Leite 
 
 
 
 
 
 
Contagem, 2020 
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RESUMO 
 
Nesta prática foi abordado o tema “Determinação do campo magnético da Terra”, para isso, 
foi necessário a utilização de um aplicativo de celular (Phyphox), um imã de geladeira, e 
um imã maior a fim de verificar o campo magnético no local e analisar como o imã altera 
esse valor. 
Além da necessidade do aplicativo para a realização do experimento, outros softwares 
foram necessários para a realização do relatório, como o SciDAVis. 
 
Palavras-chave: Imã. Magnético. Polo. Magnetômetro. 
 
 
 
 
SUMÁRIO: 
1. INTRODUÇÃO........................................................................................................ 3 
2. DESENVOLVIMENTO............................................................................................ 3 
2.1. OBJETIVO GERAL.............................................................................................. 3 
2.1.1. OBJETIVOS ESPECÍFICOS............................................................................. 3 
2.2. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS............................................................... 3 
3. CONCLUSÃO ........................................................................................................ 9 
4. REFERÊNCIAS ..................................................................................................... 9 
 
 
 
 
3 
 
1. INTRODUÇÃO: 
O magnetismo é uma área da física que estuda a atração e a repulsão de objetos 
magnéticos. O imã pode representar esse estudo e é todo material que produz um campo 
magnético a sua volta. Os ímãs possuem dois polos (norte e sul), e ao aproximarmos dois 
ímãs, observamos que polos iguais se repelem e, diferentes, se atraem. O magnetismo 
terrestre existe porque o globo age como um ímã, visto que as correntes de convecção 
presentes no núcleo de ferro (de estado líquido) se comportam como fios individuais num 
dínamo, estabelecendo assim um campo magnético de grandes proporções. 
 
2. DESENVOLVIMENTO 
2.1. OBJETIVO GERAL 
 Verificar como é obtido o campo magnético e quais interferências podem ser causadas 
por um imã. 
 
2.1.1. OBJETIVO ESPECÍFICOS 
 Verificar o campo magnético no local aonde foi realizado o experimento. 
 Verificar como imãs alteram o campo magnético. 
 
2.2. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS 
Materiais utilizados: 
Magnetômetro 
Imã de geladeira 
Imã maior de geladeira 
Smartphone 
 
Montagem: 
Inicialmente, foi necessário ter certeza de que o celular (aparelho utilizado para acessar o 
Magnetômetro) estava afastado de aparelhos eletrônicos, visto que estes também 
produzem campo magnético, o que poderia interferir nos resultados. Feito isso, foi 
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necessário calibrar a ferramenta, uma vez que o próprio aparelho celular também produz 
campo magnético. Dessa forma, o celular foi girado conforme figura 1 cinco vezes. 
 
Figura 1: Direções na qual o celular foi girado. 
Feito isso, partimos em busca da direção Norte, ou seja, quando o valor do campo 
magnético da direção X for zero e quando Y for positivo. Após deixar o celular deitado na 
mesa e aplicar alguns giros, obteve-se a direção norte, conforme figura 2. 
 
Figura 2: Determinação da orientação do campo magnético da Terra. 
Com o celular posicionado de acordo com a figura 2, um aplicativo de bússola foi aberto 
com o intuito de verificar se realmente estaria apontando para o Norte, obtendo-se a 
seguinte orientação: 
 
 
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Figura 3: Orientação obtida pela bússola. 
Como era esperado que a bússola indicasse o Norte geográfico, vê-se que o software 
Phyphox não apresentou resultados exatos, mas, considerando que medidas precisas da 
variação da posição dos polos magnéticos mostram que o campo magnético se dirige para 
Oeste numa taxa de 19 a 24 quilômetros por ano, pode-se considerar que o aplicativo 
obteve resultados satisfatórios. 
Em seguida, utilizamos o menu SIMPLES da ferramenta para obter o valor do campo 
magnético. Com isso, colocamos o celular em cinco orientações diferentes, conforme tabela 
1. 
 
Tabela 1: Campo magnético da Terra. 
Em seguida, foi realizado uma análise gráfica através do menu GRÁFICO. Para isso, 
deixamos o aparelho celular em um plano horizontal com uma orientação fixa e deixamos 
o Magnetômetro atuar por pelo menos 20 segundos. Após isso, clicamos sobre os gráficos 
e utilizamos a ferramenta de ajuste linear. 
Orientação Bx (µT) By (µT) Bz (µT) B (µT)
1 -0,25 16,94 8,75 19,06
2 -0,25 17 8,76 19,12
3 0,35 16,9 8,78 19,05
4 -0,33 16,91 8,47 18,92
5 -0,26 16,93 8,64 19,01
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Figura 4: Ajuste linear obtido. 
Como foi feito um ajuste linear, esperava-se que a inclinação fosse bem próxima a zero, o 
que foi obtido, conforme tabela 2. 
 
Tabela 2: Campo magnético da Terra. Análise do gráfico. 
Parâmetro X Y Z Total
a (µT/s) 4,69*10^-4 1,98*10^-3 1,73*10^-3 2,57*10^-3
b (µT) 7,14*10^-2 16,91 8,50 18,93
Componentes do campo magnético
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Feito isso, partimos em busca da localização do campo magnético no smartphone. Para 
isso, utilizamos o imã fraco de geladeira. Deixamos o celular em uma orientação fixa e 
movimentamos o imã ao longo do celular e utilizamos o menu ABSOLUTO, que mostra o 
valor total do campo magnético. Assim que o imã esteve mais próximo do sensor, obtivemos 
um pico no valor do campo magnético de aproximadamente 150µT, conforme figura 5. 
 
Figura 5: Localização do sensor do campo magnético. 
 
 
 
Logo após, relacionamos o campo magnético com a distância. Para isso, colocamos ao 
lado do celular um livro com a espessura aproximada ao do smartphone. Logo após, 
deslizamos o imã maior de forma a aproximá-lo do sensor. Para realizar essa análise, foi 
utilizado o menu SIMPLES, obtendo-se os seguintes resultados: 
 
Tabela 3: Campo magnético total em função da distância. 
Entretanto, o valor do campo magnético da Terra teve de ser descontado para se obter o 
valor real do imã. Assim, foi considerado que a distância de 1000mm é nulo no sensor. 
Dessa forma, foi necessário subtrair cada item da tabela 3 pelo valor da primeira linha, 
obtendo os seguintes resultados: 
Dist (mm) Bx (µT) By (µT) Bz (µT) B (µT)
1000 19,45 -4,97 3,59 20,39342
200 19,41 -7,16 4,04 21,07926
100 18,05 -18,45 7,18 26,79099
50 0,91 -78,89 31,67 85,01441
40 -5,72 -118,03 49,63 128,1676
30 -26,33 -208,15 89,14 227,9597
20 -115,16 -321,31 182,8 387,1922
15 -191,94 -476,78 275,65 583,2178
10 -247,61 -623,13 330,68 747,6302
5 -504,29 -794,44 390,5 1018,79
8 
 
0
50
100
150
200
250
-0,04 -1,4 -18,54 -25,17 -45,78 -134,61 -211,39 -267,06 -523,74
D
is
tÂ
n
ci
a 
(m
m
)
Campo Magnético Bx(µT)
Distância versus Bx
0
50
100
150
200
250
-2,19 -13,48 -73,92 -113,06 -203,18 -316,34 -471,81 -618,16 -789,47
D
is
tÂ
n
ci
a 
(m
m
)
Campo Magnético By(µT)
Distância versus By
0
50
100
150
200
250
0,45 3,59 28,08 46,04 85,55 179,21 272,06 327,09 386,91
D
is
tÂ
n
ci
a 
(m
m
)
Campo Magnético Bz(µT)
Distância versus Bz
 
Tabela 3: Campo magnético do imã em função da distância. 
Dessa tabela, foi retirado um gráfico entre cada uma das componentes em função da 
distância do imã ao sensor: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 6: Análise gráfica 
das componentes do 
campo magnético em 
função da distância 
 
 
 
Dist (mm) Bx (µT) By (µT) Bz (µT) B (µT)
200 -0,04 -2,19 0,45 2,236113100 -1,4 -13,48 3,59 14,01993
50 -18,54 -73,92 28,08 81,21813
40 -25,17 -113,06 46,04 124,6426
30 -45,78 -203,18 85,55 225,1593
20 -134,61 -316,34 179,21 387,6946
15 -211,39 -471,81 272,06 584,2149
10 -267,06 -618,16 327,09 748,6192
5 -523,74 -789,47 386,91 1023,36
9 
 
0
50
100
150
200
250
2,24 14,02 81,22 124,64 225,16 387,69 584,21 748,62 1023,36
D
is
tâ
n
ci
a 
(m
m
)
Campo Magnético B(µT)
Dist (mm)
Figura 7: Análise gráfica 
do campo magnético em 
função da distância 
 
 
 
 
 
 
3. CONCLUSÃO 
Utilizando-se de conhecimentos prévios sobre magnetismo e circuitos, foi possível o 
cálculo de valores os quais descreviam as componentes do campo magnético. 
Concluímos que o campo magnético é um área da física que agrega muito conhecimento 
e que o experimento é uma forma parcialmente simples para medir-se e analisar as 
grandezas magnéticas que constantemente são mais complexas de se entender devido à 
sua dificuldade de visualização. 
Com esta prática, podemos concluir que é possível calcular o campo magnético da Terra 
utilizando aplicativos grátis de fácil acesso. Além disso, concluímos que a componente 
horizontal do campo magnético da Terra encontrada a partir da regressão linear foi de 
18,93 µT, valor próximo ao esperado, que era de 20 µT a 60 µT. 
Os erros são explicados devido a facilidade que o celular tem de sofrer influências 
externas, visto que o próprio smartphone produz campo magnético, sendo assim 
razoavelmente sensível a variações. 
4. REFERÊNCIAS 
[1] Caderno de Atividades de Laboratório de Física Geral 3 - Eletromagnetismo.