Aula 56 - Força Magnética

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Lição 56
Força 
Magnética
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Como descobrir se existe um campo magnético?
Equação da Força Magnética
𝐹 = 𝑞𝑣𝐵𝑠𝑒𝑛𝜃
𝐹: 𝐹𝑜𝑟ç𝑎 𝑀𝑎𝑔𝑛é𝑡𝑖𝑐𝑎 [𝑁]
𝑞: 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑒𝑙é𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 [𝐶]
𝑣: 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑡í𝑐𝑢𝑙𝑎 [𝑚/𝑠]
𝐵: 𝐼𝑛𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑜 𝐶𝑎𝑚𝑝𝑜 𝑀𝑎𝑔𝑛é𝑡𝑖𝑐𝑜[𝑇]
𝜃: â𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑜𝑠 𝑣𝑒𝑡𝑜𝑟𝑒𝑠 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑒 𝑐𝑎𝑚𝑝𝑜
Orientação da Força Magnética
Regra da mão esquerda
Polegar - Força
Indicador - Campo
Médio - Velocidade
Força sobre cargas positivas e negativas
Regra da mão esquerda
𝑞 𝑞
 𝐹
Verdadeiro sentido da força
Ângulo entre os Vetores Velocidade e Campo
Velocidade e Campo paralelos ou antiparalelos 
(𝜃 = 0°) (𝜃 = 180°)
 𝑣
𝑞
𝐵
𝐹 = 𝑞𝑣𝐵𝑠𝑒𝑛𝜃
ZERO
𝐹 = 0
Ângulo entre os Vetores Velocidade e Campo
Velocidade e Campo perpendiculares (𝜃 = 90°)
 𝑣
𝑞
𝐵
𝐹 = 𝑞𝑣𝐵𝑠𝑒𝑛90°
1
𝐹𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑎 = 𝑞𝑣𝐵
 𝑣
𝑞
Trajetória da partícula
Velocidade e Campo perpendiculares
 𝐹
 𝐹
 𝐹
 𝐹
𝑅
(𝜃 = 90°)
Quando a velocidade e o campo
são perpendiculares entre si, o
movimento da partícula é um
Movimento Circular Uniforme
(MCU).
Raio da Trajetória
A Força Magnética é a resultante centrípeta do movimento.
𝑅 =
𝑚𝑣
𝑞𝐵
Período do MCU
𝑇 =
2𝜋𝑚
𝑞𝐵
Composição da Trajetória da Partícula
Somando o MRU e o MCU
 𝑣
𝑞
𝐵
𝜃
 𝑣𝑦
 𝑣𝑥
Movimento Helicoidal 
em torno de 𝐵.
Força Magnética sobre fios
 𝐹
𝑖
𝐵
𝐹 = 𝑖𝐿𝐵𝑠𝑒𝑛𝜃
𝐹: 𝐹𝑜𝑟ç𝑎 𝑀𝑎𝑔𝑛é𝑡𝑖𝑐𝑎 [𝑁]
𝑖: 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑒𝑙é𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 [𝐴]
𝐿: 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑜 𝑐𝑜𝑛𝑑𝑢𝑡𝑜𝑟 [𝑚]
𝐵: 𝐼𝑛𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑜 𝐶𝑎𝑚𝑝𝑜 𝑀𝑎𝑔𝑛é𝑡𝑖𝑐𝑜[𝑇]
𝜃: â𝑛𝑔𝑢𝑙𝑜 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑜 𝑣𝑒𝑡𝑜𝑟 𝑐𝑎𝑚𝑝𝑜 𝑒 𝑜 𝑠𝑒𝑛𝑡𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑎 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒
Orientação da Força Magnética
Regra da mão esquerda
Polegar - Força
Indicador - Campo
Médio - Corrente
Ângulo entre o Vetor Campo e a velocidade
Corrente e Campo paralelos ou antiparalelos 
(𝜃 = 0°) (𝜃 = 180°)
𝑖
𝐵
𝐹 = 𝑖𝐿𝐵𝑠𝑒𝑛𝜃
ZERO
𝐹 = 0
Ângulo entre os Vetores Velocidade e Campo
Corrente e Campo perpendiculares (𝜃 = 90°)
𝑖
𝐵
𝐹 = 𝑖𝐿𝐵𝑠𝑒𝑛90°
1
𝐹𝑚á𝑥𝑖𝑚𝑎 = 𝑖𝐿𝐵
 𝐹
Força entre fios condutores paralelos
𝐹12 = 𝐹21
𝐹 =
𝜇0 ∙ 𝐿 ∙ 𝑖1 ∙ 𝑖2
2𝜋𝑑
Correntes paralelas Correntes antiparalelas
ATRAÇÃO REPULSÃO
Equação da Força Magnética entre fios
𝐹: 𝐹𝑜𝑟ç𝑎 𝑀𝑎𝑔𝑛é𝑡𝑖𝑐𝑎 [𝑁]
𝑖1 𝑒 𝑖2: 𝑖𝑛𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑒𝑙é𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 [𝐴]
𝐿: 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑜𝑠 𝑐𝑜𝑛𝑑𝑢𝑡𝑜𝑟𝑒𝑠 [𝑚]
𝑑: 𝑑𝑖𝑠𝑡â𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑑𝑢𝑡𝑜𝑟𝑒𝑠[𝑚]
𝜇0: 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑟𝑚𝑒𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑚𝑎𝑔𝑛é𝑡𝑖𝑐𝑎
𝐹 =
𝜇0 ∙ 𝐿 ∙ 𝑖1 ∙ 𝑖2
2𝜋𝑑
𝜇0 = 4𝜋10
−7𝑇𝑚/𝐴
O fragmento do Texto 3, “era aquele redemoinho”, pode nos levar a pensar na alteração, para circular,
do movimento retilíneo de uma partícula carregada que entra perpendicularmente em um campo
magnético uniforme. A presença de outros campos pode evitar esse movimento circular. Considere
uma partícula de massa m = 3 · 10-3 kg e carga positiva q = 5 · 10-4 C se deslocando horizontalmente para
a direita a uma velocidade v = 100 m/s, sob a ação apenas de três campos uniformes: um campo elétrico
de 200 N/C verticalmente para cima, um campo gravitacional verticalmente para baixo e um campo
magnético. Para que a partícula permaneça se movendo num movimento retilíneo e uniforme, o campo
magnético deve ser? Dado: aceleração da gravidade g = 10 m/s2. Assinale a alternativa correta:
a) 7.10-2 T, na direção do campo gravitacional.
b) 7.10-2 T, em uma direção perpendicular ao campo gravitacional.
c) 1,4 T, na direção do campo gravitacional.
d) 1,4 T, em uma direção perpendicular ao campo gravitacional.
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exercícios Aula 56 – Força Magnética e
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(Unioeste – PR) Três fios longos, retilíneos e paralelos indicados pelas letras A, B e C são
percorridos pelas correntes elétricas constantes, IA, IB e IC, conforme mostra a figura
abaixo.
Assinale a alternativa CORRETA que indica a razão entre IA e IB para que a resultante da
força magnética no fio C, exercida pelos fios A e B, seja nula.
a) IA / IB = 1/2
b) IA / IB = 2
c) IA / IB = 1/4
d) IA / IB = 4
e) Não existe razão possível, já que ambas as forças apontam na mesma direção.
A figura esquematiza a simulação de um seletor de partículas carregadas.
Nessa simulação, uma bolinha de massa igual a 4,0 gramas, tendo carga elétrica igual a 16,0 mC. Move-
se em linha reta, em um plano horizontal, no sentido de R para S, com velocidade constante e igual a 1,0
m/s. Ao passar pelo ponto R, a bolinha penetra numa região em que existe um campo magnético
uniforme 𝐵 de intensidade 0,25 T, direção perpendicular ao plano horizontal e cujo sentido está
representado no esquema. Um coletor C, que irá recolher a bolinha, deve ser posicionado na interseção
do plano horizontal com a parede vertical. Sobre a localização do coletor C, a alternativa correta é:
a) 20 cm à direita do ponto S.
b) 40 cm à direita do ponto S.
c) 20 cm à esquerda do ponto S.
d) 80 cm à esquerda do ponto S.
(PUC/SP) Dois longos fios metálicos, retilíneos e flexíveis estão inicialmente
dispostos conforme indica a Figura 1 e localizados numa região do espaço onde
há a presença de um intenso campo magnético constante e perpendicular ao
plano da folha. Quando os fios são percorridos por corrente elétrica de mesma
intensidade constante, verificam-se as deformações indicadas na Figura 2.
Para que isso seja possível, o sentido do campo magnético e da corrente elétrica
em cada fio deve ser:
a) Campo magnético entrando na folha (×) e sentido da corrente elétrica de A
para B no fio 1 e sentido de B para A no fio 2.
b) Campo magnético saindo da folha (•) e sentido da corrente elétrica de A para B
no fio 1 e sentido de B para A no fio 2.
c) Campo magnético entrando na folha (×) e sentido da corrente elétrica de B
para A no fio 1 e sentido de B para A no fio 2.
d) Campo magnético saindo na folha (•) e sentido da corrente elétrica de B para A
nos fios 1 e 2.