Roteiro de estudo para campo e força magnetica

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SECRETARIA DA EDUCAÇÃO DO ESTADO DE SÃO PAULO 
DIRETORIA DE ENSINO REGIÃO DE SÃO JOÃO DA BOA VISTA 
E. E. DR. TEÓFILO DE ANDRADE 
 
ROTEIRO DE ESTUDO 4 - JULHO 
 
Disciplina Física Ano/Série 3° Anos (A/B/C) 
Professor(a) Cristiano Rafael Rodrigues Anderle 
Conteúdos 
ELETROMAGNETISMO: 
- Campo magnético; 
- Força magnética. 
(Conteúdo do 2º bimestre - Currículo do Estado de São Paulo / Caderno do Aluno volume 2) 
Habilidades 
- A partir de observações ou de representações, formular hipóteses sobre a direção do 
campo magnético em um ponto ou região do espaço, utilizando informações de outros 
pontos ou regiões; 
- Identificar as linhas do campo magnético e reconhecer os polos magnéticos de um ímã, 
por meio de figuras desenhadas, malhas de ferro ou outras representações; 
- Representar o campo magnético de um ímã utilizando linguagem icônica de pontos, 
traços ou linhas; 
- Identificar a relação entre a corrente elétrica e o campo magnético correspondente em 
termos de intensidade, direção e sentido. 
Atividades 
semanais 
Semana 1 (01 a 10 de julho) - Duração: 02 aulas 
 
- O aluno deverá fazer a leitura e entendimento do conteúdo além de assistir aos vídeos disponíveis 
na PRIMEIRA parte do roteiro de estudos (Campo magnético). 
Observação: Nesta semana não haverá entrega de atividades. 
 
Semana 2 (13 a 17 de julho) - Duração: 02 aulas 
 
- Após a leitura, entendimento do conteúdo e apreciação dos vídeos da primeira parte do roteiro de 
estudos (Campo magnético), o aluno deverá desenvolver a Lista 1 de atividades e enviar até o dia 
17/07/2020 via Classroom. 
 
Semana 3 (20 a 24 de julho) - Duração: 02 aulas 
 
- O aluno deverá fazer a leitura e entendimento do conteúdo além de assistir aos vídeos disponíveis 
na SEGUNDA parte do roteiro de estudos (Força magnética). 
Observação: Nesta semana não haverá entrega de atividades. 
 
Semana 4 (27 a 31 de julho) - Duração: 02 aulas 
 
- Após a leitura, entendimento do conteúdo e apreciação dos vídeos da segunda parte do roteiro de 
estudos (Força magnética), o aluno deverá desenvolver a Lista 2 de atividades e enviar até o dia 
31/07/2020 via Classroom. 
 
Período de 
realização 
01 a 31 de julho 
Entrega 
Enviar para o 
e-mail 
ENVIAR PELO GOOGLE CLASSROOM. 
Observação: Qualquer dificuldade em relação ao conteúdo, acessar o Classroom e enviar as 
atividades, o aluno poderá entrar em contato via WhatsApp (19) 99289-7936. 
 
ORIENTAÇÕES SOBRE O ENVIO DAS ATIVIDADES POR E-MAIL PARA O(A) PROFESSOR(A): 
1- Sobre as atividades solicitadas: 
 
➢ Se a atividade solicitada for manuscrita, enviar a(s) foto(s) por e-mail semanalmente para o(a) 
professor(a) até o prazo determinado. Verificar a qualidade da foto antes do envio. 
➢ Se a atividade solicitada for digitada, enviar o documento feito no Microsoft Word (.doc) por e-mail 
semanalmente para o(a) professor(a) até o prazo determinado. 
 
2- Não se esqueça de colocar a sua identificação: nome completo, número e ano/série na parte superior da 
folha/documento. 
 
3- Qualquer dúvida, entrar em contato com o professor pelo e-mail acima e/ou durante o Plantão de Dúvidas e 
Interação. 
 
 
Escola Estadual Teófilo de Andrade
Professor:Cristiano Anderle
Disciplina: Física
Ano: 3º Ensino Médio
Programação: Início 01/07/2020 Fim 31/07/2020
Os ímãs são materiais ferromagnéticos que possuem a propriedade de atrair ou repelir outros
ímãs. Além disso, é característica de materiais dessa natureza (ferromagnéticos) se imantarem
fortemente na presença de um campo magnético.
Hoje em dia, tem-se uma grande variedade de ímãs. Eles aparecem das mais variadas formas e
são utilizados desde enfeites para geladeiras até a aplicação tecnológica.
PROPRIEDADES
1. Todos os ímãs, independentemente de sua forma ou aplicação, possuem dois polos, o polo
norte (N) e o polo sul (S), que são chamados de polos magnéticos.
2. Assim como acontece com as cargas elétricas, observa-se no comportamento dos ímãs que
polos de mesmo nome se repelem e polos de nomes contrários se atraem.
3. Outra característica importante dos ímãs é a da inseparabilidade dos polos magnéticos, ou
seja, não é possível encontrar um ímã só com polo norte ou só com polo sul. Assim, quando um
ímã é quebrado, ele dará origem a dois novos ímãs e a polaridade desses novos ímãs vai
depender da forma com que sua partição se deu.
Se um ímã se mover livremente, um de seus polos se alinhará com o polo norte geográfico
terrestre, esse é o polo norte do ímã, e o outro polo se alinhará com o polo sul geográfico,
sendo assim denominado polo sul do ímã. É por esse motivo que os polos são denominados de
polo norte ou polo sul.
A limalha de ferro, quando colocada próxima a um ímã, é atraída por ele e se concentra em 
seus polos
O campo magnético é uma região do espaço onde as cargas elétricas em movimento são
sujeitas à ação de uma força magnética, capaz de alterar as suas trajetórias.
O campo magnético é resultado da movimentação de cargas elétricas, como no caso de um fio
que conduz corrente elétrica ou até mesmo na oscilação de partículas subatômicas, como
os elétrons.
PROPRIEDADES
De acordo com o SI, a unidade de medida de campo magnético é o tesla (T), em homenagem a
um dos grandes estudiosos dos fenômenos magnéticos, Nikola Tesla (1856-1943). O campo
magnético é vetorial, assim como o campo elétrico ou o campo gravitacional, por isso,
apresenta as propriedades módulo, direção e sentido.
Esse tipo de campo pode ser produzido por imãs naturais e artificiais, feitos
com espiras condutoras e bobinas.
Como dito, a origem do campo magnético está na movimentação das cargas elétricas. Quando
o campo elétrico oscila em alguma região do espaço, essa oscilação dá origem a um campo
magnético orientado em uma direção perpendicular (90°) ao campo elétrico. Para
compreendermos melhor as propriedades do campo magnético, fazemos uso de um recurso
conhecido como linhas de indução, por meio dele, podemos visualizar melhor o formato do
campo magnético.
LINHAS DE CAMPO MAGNÉTICO
As linhas do campo magnético são sempre fechadas, elas nunca se cruzam, e quanto mais
próximas estiverem, maior será a intensidade do campo magnético naquela região. Além disso,
a região dos magnetos de onde saem linhas de indução é chamada de norte magnético, e a
região em que essas linhas de indução imergem é conhecida como sul magnético.
Inicialmente, a eletricidade e o magnetismo foram estudados de forma separada, pois filósofos
gregos pensavam que esses dois ramos da física não tinham relação. Porém, após os
experimentos de Cristian Oersted foi possível verificar que eletricidade e magnetismo tinham
sim uma relação. Em seus experimentos, Oersted pôde comprovar que um fio percorrido por
uma corrente elétrica gerava a sua volta um campo magnético. Essa comprovação veio através
da movimentação da agulha de uma bússola.
Oersted colocou uma bussola próximo a um condutor percorrido por uma corrente elétrica e
verificou que ela se orientava em um sentido diferente do sentido que assumia quando cessava
a corrente elétrica no fio.
As experiências realizadas por Oersted mostraram que um condutor percorrido por uma corrente 
elétrica gera um campo magnético ao seu redor.
Após diversos estudos, verificou-se que a corrente elétrica produz um campo magnético
proporcional à intensidade da corrente, isto é, quanto mais intensa for a corrente elétrica que
percorre o fio, maior será o campo magnético produzido a sua volta.
Podemos determinar o sentido do campo magnético em torno do fio condutor através de uma
simples regra conhecida como regra da mão direita. Nesta regra usamos o polegar para indicar
o sentido da corrente elétrica e os demais dedos indicam o sentido do campo magnético.
Representação de vetor 
A intensidade do campo magnético gerado ao redor do fio condutor retilíneo é dada pela
seguinte equação:
B = 
𝛍𝟎 . 𝐢
𝟐 .𝛑 .𝐫
Onde:
B = Intensidade do campo magnético (Tesla – T);
μ0 = Permeabilidade magnética do meio (Vale 4π . 10
−7 T . m/A);i = Intensidade da corrente elétrica (Ampére – A);
r = distância (Metros – M).
Considere que um fio condutor retilíneo seja percorrido por uma corrente elétrica contínua.
Considere também que esse mesmo fio seja encurvado para formar uma espira plana circular
de raio R, percorrida por uma corrente elétrica de intensidade i, conforme mostra a figura
abaixo.
Em uma espira circular plana, as linhas do campo magnético são circunferências
perpendiculares ao seu plano, concêntricas com o condutor. O vetor indução magnética B no
centro O dessa espira tem as seguintes características:
▪ intensidade: a intensidade do vetor B no centro da espira é dada pela expressão:
B = 
𝛍𝟎 . 𝐢
𝟐 . 𝐑
Onde:
R = Raio (Metro – m).
▪ direção: normal ao plano da espira;
▪ sentido: dado pela regra da mão direita.
As linhas de indução de um ímã saem do polo norte e chegam ao polo sul. Uma espira
percorrida por uma corrente elétrica origina um campo magnético análogo ao do ímã e, então,
atribui-se a ela um polo norte, do qual as linhas saem; e um polo sul, ao qual elas chegam.
Se considerarmos n espiras iguais justapostas, ou seja, uma do lado da outra, de modo que a
espessura do enrolamento seja muito menor que o diâmetro de cada espira, teremos a
chamada bobina chata. A intensidade do vetor indução magnética B no centro O da bobina
chata é determinada através da seguinte equação:
B = N . 
𝛍𝟎 . 𝐢
𝟐 . 𝐑
Onde:
N = número de voltas da bobina
Na física chamamos de solenoide todo fio condutor longo e enrolado de forma que se pareça
com um tubo formado por espiras circulares igualmente espaçadas. Este condutor também
pode ser chamado de bobina chata. Portanto, ao se deparar com ambos os nomes, lembre-se
que eles são sinônimos, pois nos dois casos temos um agrupamento de espiras.
O enrolamento de um fio sobre um tubo de caneta, por exemplo, é um solenoide.
Configuramos um solenoide a partir da reunião das configurações das linhas de campo
magnético produzidas por cada uma das espiras. Para fazermos um solenoide basta enrolarmos
um fio longo sobre um tubo de caneta, por exemplo. A figura abaixo nos mostra um solenoide
percorrido por uma corrente elétrica i e de comprimento L.
Solenoide é um condutor longo e enrolado de modo que forma um tubo constituído de espiras 
igualmente espaçadas. Aplicando uma corrente no fio, ele gera um campo magnético.
Como todo fio condutor percorrido por uma corrente elétrica gera ao seu redor um campo
magnético, não é diferente para um solenoide. O campo magnético gerado em um solenoide
possui as seguintes características:
▪ no interior do solenoide consideramos o campo magnético como sendo uniforme, portanto,
as linhas de indução são paralelas entre si.
▪ quanto mais comprido for o solenoide, mais uniforme será o campo magnético interno e mais
fraco o campo magnético externo.
Para o campo magnético uniforme no interior do solenoide teremos um vetor indução em
qualquer ponto interno do solenoide, portanto, como se trata de um vetor, ele terá
intensidade, direção e sentido.
O módulo, isto é, a intensidade do campo magnético no interior de um solenoide é obtido
através da seguinte equação:
B = 
𝛍𝟎 . 𝐍 .𝐢
𝐋
Onde:
B = Intensidade do campo magnético (Tesla – T);
μ0 = Permeabilidade magnética do meio (Vale 4π . 10
−7 T . m/A);
N = Número de espiras do solenoide
i = Intensidade da corrente elétrica (Ampére – A);
L = Comprimento (Metros – M).
A direção do vetor indução magnética é retilínea e paralela ao eixo do solenoide.
O sentido é obtido através da regra da mão direita.
Como existe um campo magnético no interior do solenoide, podemos dizer que as
extremidades de um solenoide são seus polos.
Caro aluno, acesse o vídeo através do link abaixo, para complementar seus estudos:
https://www.youtube.com/watch?v=QmP0HUNp3k8&feature=emb_title
BONJORNO, J. R.; BONJORNO, M. A.; BONJORNO, R. F. S. A.; BONJORNO, V.; CASEMIRO, R.;
PRADO, E. P.; RAMOS, C. M. Física: eletromagnetismo, física moderna, 3º ano. 3 ed. São Paulo:
FTD, 2016, p. 134 – 168.
Caderno do Aluno 2020, 3° Ano E.M., Volume 2,Física.
HELERBROCK, Rafael. "Campo magnético"; Brasil Escola. Disponível em:
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/campo-magnetico.htm. Acesso em 26 de junho de 2020.
SILVA, Domiciano Correa Marques da. "Campo magnético gerado por um fio condutor"; Brasil
Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/campo-magnetico-gerado-por-um-
fio-condutor.htm. Acesso em 26 de junho de 2020.
SILVA, Domiciano Correa Marques da. "Campo magnético no solenoide"; Brasil Escola.
Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/campo-magnetico-no-solenoide.htm.
Acesso em 26 de junho de 2020.
SECRETARIA DA EDUCAÇÃO DO ESTADO DE SÃO PAULO 
DIRETORIA DE ENSINO REGIÃO DE SÃO JOÃO DA BOA VISTA 
E. E. DR. TEÓFILO DE ANDRADE 
 
LISTA EXERCÍCIOS – Física (Profº Cristiano Anderle) 
 
LISTA 1- ENTREGA ATÉ 17/07/2020 
 
Observações: TODOS os exercícios devem apresentar seus respectivos cálculos, caso contrário, serão desconsiderados. 
1) Se um ímã é quebrado ao meio, devemos esperar que: 
a) as suas partes desmagnetizem-se. 
b) uma de suas partes torne-se um polo norte, e a outra, um polo sul. 
c) cada uma de suas partes torne-se um ímã menor. 
d) temporariamente, percam sua magnetização. 
 
2) Sobre as linhas de indução magnética de um ímã, assinale a alternativa correta: 
a) As linhas de indução magnética são abertas no norte magnético e fechadas no sul 
magnético dos ímãs. 
b) As linhas de indução magnética são sempre abertas. 
c) As linhas de indução magnética são fechadas, emergem do norte magnético e adentram 
o sul magnético do ímã. 
d) Um ímã pode apresentar apenas sul ou apenas norte magnético. 
e) Ao quebrarmos um ímã ao meio, uma de suas metades será de polaridade sul, e a outra 
será de polaridade norte. 
 
3) Um fio de 40 cm possui intensidade de campo magnético igual a 4.10−6 T. Determine o valor da 
corrente elétrica que percorre todo fio, sabendo que este fio é comprido e retilíneo. (Dado: µ˳= 4π. 
10−7 T.m/A) 
 
4) Na figura abaixo temos a representação de uma espira circular de raio R e percorrida por uma 
corrente elétrica de intensidade i. Calcule o valor do campo de indução magnética supondo que o 
diâmetro dessa espira seja igual a 6πcm e a corrente elétrica seja igual a 9 A. 
Adote μ = 4π.10-7 T.m/A. 
 
Escola Estadual Teófilo de Andrade
Professor:Cristiano Anderle
Disciplina: Física
Ano: 3º Ensino Médio
Programação: Início 01/07/2020 Fim 31/07/2020
A força magnética é o resultado da interação entre dois corpos dotados de propriedades
magnéticas, como ímãs ou cargas elétricas em movimento. Ela pode ser
tanto atrativa quanto repulsiva e surge em corpos eletricamente carregados e que se
encontram em movimento em relação a algum campo magnético exterior. Essa força é sempre
perpendicular aos vetores de velocidade do corpo e de campo magnético.
O que é força magnética? Essa força surge quando uma partícula carregada move-se em uma região de 
campo magnético.
Para corpos de dimensões desprezíveis, utilizamos a seguinte equação para calcular a força
magnética:
Onde:
F = força (Newtons – N);
q = carga em excesso ou falta (Coulombs – C);
v = velocidade (Metros por segundo – m/s);
B = campo magnético (Tesla – T);
sen(θ) = ângulo (Graus – °).
Na figura acima, temos duas partículas carregadas (em vermelho) deslocando-se com
velocidade v em uma região onde o campo magnético é constante e vertical para cima. O
sentido da força magnética depende da regra da mão esquerda. Além disso, se ela estiver
“saindo” do plano do papel, usamos um círculo com um ponto no centro; se ela estiver
“entrando” no plano do papel, usamos um círculo com um “X” no centro.
A figura a seguir ensina a usar a regra da mão esquerda para determinar o sentido da força
magnética:
Aponte o dedo indicador no sentido do campo magnético. O dedo médio deve apontar na
direção da velocidade da partícula, e o dedão deve apontar a direçãoe o sentido da força
magnética. É importante perceber que essas três grandezas sempre serão perpendiculares,
portanto, se o ângulo formado entre o vetor velocidade (v) e o vetor campo magnético (B) for
igual a 0º, ou seja, caso eles sejam paralelos entre si, não haverá surgimento de força
magnética; da mesma forma, a maior intensidade de força magnética surge quando o ângulo
entre v e B é de 90º, pois, para esse ângulo, o sen(θ) tem o seu valor máximo, valendo 1.
Se a carga da partícula for negativa, basta inverter o sentido do dedão. Utilize a regra da mesma
forma e, no final, inverta: se o dedão aponta para cima, a força magnética aponta para baixo e
vice-versa.
OU
Se um fio condutor retilíneo, assim como um fio, estiver sendo percorrido por uma corrente
elétrica em uma região onde há campo magnético externo, ele sofrerá a ação de uma força
magnética. Podemos calcular a intensidade dessa força magnética utilizando a equação a
seguir:
Onde:
F = força (Newtons – N);
B = intensidade do campo magnético (Tesla – T);
i = intensidade da corrente elétrica (Ampére – A);
L = comprimento (Metros – m).
O ângulo, nesse caso, é formado entre o campo magnético e o comprimento do fio, por isso, ele
deve ser retilíneo; caso contrário, teríamos de calcular a força magnética sobre cada trecho do
fio que apresentasse um ângulo diferente. Na figura a seguir, temos um fio percorrido por uma
corrente elétrica (i) em uma região de campo magnético (apontando para fora do plano do
papel). Observe o sentido da força magnética em cada parte do fio:
Agora que você já sabe o que é força magnética, fique atento aos detalhes:
▪ A força magnética é sempre perpendicular (90º) à velocidade da partícula carregada e ao
campo magnético, simultaneamente;
▪ Como a força magnética faz um ângulo de 90º com a velocidade da partícula, a velocidade
não se altera, somente o seu sentido e direção, logo, a força magnética não realiza trabalho;
▪ Se o ângulo entre a velocidade (θ) e o campo magnético for de 0°, não haverá força
magnética.
Ampère fez estudos relacionados à força magnética produzida entre dois fios que conduzem
energia elétrica. Em seus estudos, ele conseguiu determinar a intensidade do campo
magnético produzido por essa corrente elétrica. Como podemos verificar na figura abaixo, a
força magnética entre dois fios paralelos e separados por uma distância d pode ser
determinada da seguinte maneira
Cálculo:
F =
𝛍𝟎 . 𝐢𝟏 . 𝐢𝟐 . 𝐋
𝟐 .𝛑 .𝐝
Onde:
F = força (Newtons – N);
μ0 = Permeabilidade magnética do meio (Vale 4π . 10
−7 T . m/A);
i1 = intensidade da corrente elétrica no fio 1 (Ampére – A);
i2 = intensidade da corrente elétrica no fio 2 (Ampére – A);
L = comprimento (Metros – m).
d = distância entre os fios (Metros – m).
De tal modo, podemos dizer que o mesmo efeito ocorre para o campo magnético gerado pelo
fio 2. Assim, o campo magnético criado pela corrente i2, na posição do fio 1, também produz
uma força sobre a corrente i1. Essa força tem a mesma intensidade que a força F2, mas tem
sentido contrário. Essas duas forças formam um par de ação e reação.
Utilizando a regra da mão direita, podemos ver que, se as correntes estiverem no mesmo 
sentido, a força magnética entre os fios será de atração. Caso as correntes possuam sentidos 
contrários, a força será de repulsão entre os fios.
Caro aluno, acesse o vídeo através do link abaixo, para complementar seus estudos:
Vídeo 1:
https://www.youtube.com/watch?v=k9NBJXy4AVc
Vídeo 2:
https://www.youtube.com/watch?v=TbyDfTTeGL8
BONJORNO, J. R.; BONJORNO, M. A.; BONJORNO, R. F. S. A.; BONJORNO, V.; CASEMIRO, R.;
PRADO, E. P.; RAMOS, C. M. Física: eletromagnetismo, física moderna, 3º ano. 3 ed. São Paulo:
FTD, 2016, p. 134 – 168.
Caderno do Aluno 2020, 3° Ano E.M., Volume 2,Física.
HELERBROCK, Rafael. "O que é força magnética?"; Brasil Escola. Disponível em:
https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-forca-magnetica.htm. Acesso em 28 de
junho de 2020.
SECRETARIA DA EDUCAÇÃO DO ESTADO DE SÃO PAULO 
DIRETORIA DE ENSINO REGIÃO DE SÃO JOÃO DA BOA VISTA 
E. E. DR. TEÓFILO DE ANDRADE 
 
LISTA EXERCÍCIOS – Física (Profº Cristiano Anderle) 
 
LISTA 2- ENTREGA ATÉ 31/07/2020 
 
Observações: TODOS os exercícios devem apresentar seus respectivos cálculos, caso contrário, serão desconsiderados. 
1) Imagine que 0,12 N seja a força que atua sobre uma carga elétrica com carga de 6 . 10−6 C, e 
lançada em uma região de campo magnético igual a 5 T. Determine a velocidade dessa carga 
supondo que o ângulo formado entre v e B seja de 30º. 
a) v = 8 m/s 
b) v = 800 m/s 
c) v = 8000 m/s 
d) v = 0,8 m/s 
e) v = 0,08 m/s 
 
2) (MEDICINA - ITAJUBÁ) 
I. Uma carga elétrica submetida a um campo magnético sofre sempre a ação de uma força 
magnética. 
II. Uma carga elétrica submetida a um campo elétrico sofre sempre a ação de uma força elétrica. 
III. A força magnética que atua sobre uma carga elétrica em movimento dentro de um campo 
magnético é sempre perpendicular à velocidade da carga. 
Aponte abaixo a opção correta: 
a) Somente I está correta. 
b) Somente II está correta. 
c) Somente III está correta. 
d) II e III estão corretas. 
e) Todas estão corretas. 
 
3) (FPS-PE) Um fio condutor retilíneo tem comprimento L = 16 metros e transporta uma corrente 
elétrica contínua, igual a I = 0,5 A, em um local onde existe um campo magnético perpendicular e 
uniforme, cujo módulo vale B = 0,25 Tesla, conforme indica a figura abaixo. O módulo da força 
magnética exercida pelo campo magnético sobre o fio será: 
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E. E. DR. TEÓFILO DE ANDRADE 
 
LISTA EXERCÍCIOS – Física (Profº Cristiano Anderle) 
 
 
a) 0,2 N. 
b) 20 N. 
c) 200 N. 
d) 10 N. 
e) 2 N. 
 
4) Um fio de comprimento 1,5 m, que conduz corrente elétrica de 0,2 A, está mergulhado em uma 
região de campo magnético. Determine o valor da força magnética sobre o fio sabendo que o valor 
do campo magnético é de 10 T e que a direção do fio forma um ângulo de 30° com a direção do 
campo. 
a) 0,5 
b) 2,5 
c) 3,0 
d) 1,5 
e) 1,25