Aula pibid 01 - força magnética

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Força Magnética 
ou força de Lorentz
 Bárbara Esteves Boffi
 Felipe Bezerra Freitas
 Guilherme Victorio Cardoso
 Isadora Silveira Lopes
 Kauê Henrique Tamarozzi
 
 
Campo Magnético é a 
concentração de 
magnetismo que é criado 
em torno de uma carga 
magnética num 
determinado espaço.
B – campo magnético (T)
μ0 – permeabilidade magnética do vácuo (4π.10
-7 T.m/A)
i – corrente elétrica (A)
d – distância do ponto até o fio (m)
O que é força magnética?
❏ Essa força surge quando uma partícula carregada move-se em uma região de 
campo magnético.
❏ 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.
Força magnética
Força magnética sobre partículas carregadas
Para corpos de dimensões desprezíveis, utilizamos a seguinte equação para calcular a força 
magnética: F = |q|.v.B.sen(θ)
Para que essa força seja medida em Newtons (N):
❏ O módulo da carga líquida (q) do corpo, ou seja, a carga em excesso ou falta, deve 
ser dado em Coulombs(C);
❏ A velocidade da partícula (v) em relação ao campo magnético deve ser dada em 
m/s;
❏ O ângulo (θ) formado entre a velocidade (v) e o campo magnético (B), em Tesla (T), 
deve ser dado em graus (º).
*Carga líquida é a soma de todas as cargas dentro da superfície (positivas e negativas).
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/campo-magnetico.htm
Força magnética sobre partículas carregadas
Na figura ao lado, 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 direita. 
❏ 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 “⦻”.
Força magnética sobre partículas carregadas
❏ O trabalho realizado pela força magnética é sempre nulo ou, a força 
magnética nunca realiza trabalho. 
Regra da mão direita
A figura ao lado ensina a usar a regra da 
mão direita, também chamada de “regra 
do tapa”, para determinar o sentido da 
força magnética:
❏ Com a mão direita aberta, temos 
que o polegar representa o sentido 
da velocidade (v) e os outros dedos 
representam o sentido do campo 
magnético (B). Já a palma da mão 
corresponde ao sentido da força 
magnética (F).
Regra da mão esquerda
A regra da mão esquerda, chamada de “regra da mão esquerda de Fleming”, também é usada 
para encontrar o sentido da força magnética:
❏ O dedo polegar representa o sentido da força magnética (F). Já o dedo indicador representa 
o campo magnético (B), ou seja, o sentido da corrente elétrica. O dedo médio indica o 
sentido da velocidade (v).
❏ O sentido dessa força magnética é para uma carga positiva. No caso de uma carga negativa, 
a direção será a mesma, mas o sentido da força será contrário ao dado pela regra da mão 
esquerda (em vez de apontar para unha, apontará para dentro da mão)
Regra da mão esquerda
Movimento circular no campo magnético
❏ O movimento executado pela partícula é circular e uniforme, e o raio de sua trajetória é 
obtido da seguinte forma: F = Fcp sabemos que Fcp = m.v²/R ∴ igualamos as 
expressões e obtemos: |q|.v.B = m.v²/R ⇒ R = m.v/|q|.B ∴ quanto maior for a massa 
da partícula, maior será o raio de sua trajetória
❏ Combinando as duas equações anteriores, temos: e 
❏ A frequência do movimento independe da velocidade do íon, mas o raio do movimento é 
proporcional à massa e à velocidade tangencial. Íons mais leves giram em órbitas 
menores do que os mais pesados.
Força magnética sobre condutores retilíneos
❏ 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.
❏ Sendo a fórmula para calcular a intensidade dessa força: F=B.i.L.sen(θ) 
❏ B é o valor da intensidade do campo magnético em Tesla (T)
❏ i é o valor da corrente elétrica em Amperes (A)
❏ L é o comprimento do fio em 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 que calcular a força magnética sobre 
cada trecho do fio que apresentasse um ângulo diferente.
Força magnética sobre condutores retilíneos
❏ 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:
Observações
Exercícios sobre força magnética
1.Determine a intensidade da força magnética que atua sobre uma partícula com 
carga igual a + 4µC e velocidade de 10^6 cm/s, quando esta penetra ortogonalmente 
em um campo magnético uniforme de intensidade igual a 6.10^2 T.
a)15 N
b)24 N
c)1500 N
d)2400 N
F = |q|.v.B.sen(θ)
Resolução:
Arrumando as unidades:
v = 10^6 cm/s = 10^4 m/s
como é lançado perpendicularmente, o ângulo vale 90º, e sen(90º)=1
Fm = |q|.v.B
Fm = 4.10^-6 . 10^4 . 6.10^2
Fm = 4.6
Fm = 24 N
Alternativa: b)
Exercícios sobre força magnética
2.Uma partícula com carga elétrica igual a 3,2 μC e velocidade de 2.10^4 m/s é 
lançada perpendicularmente a um campo magnético uniforme e sofre a ação de uma 
força magnética de intensidade igual a 1,6 .10^2 N. Determine a intensidade do campo 
magnético (em Tesla) no qual a partícula foi lançada 
a)0,25.10^3
b)2,5.10^3
c)2,5.10^4
d)0,25.10^6
Resolução:
F= q.v.B.senx
como é lançado perpendicularmente, o ângulo vale 90º, e sen(90º)=1
q=3,2x uC= 3,2x 10^-6 C
v= 2x 10^4 m/s
F= 1,6X10^2 N
a questão quer saber o valor de B, isolando-o ficamos com essa equação:
B= F/Q.V.SEN90º 
B= 1,6X 10^2/3,2X10^-6x2x 10^4
B=1,6X10^2/6,4x 10^-2
B= 2,5 x 10^3 Alternativa: b)
Exercícios sobre força magnética
Resolução:
De acordo com a regra da mão direita, posicionamos o polegar no sentido da 
corrente elétrica e os demais dedos representam o vetor indução magnética. No 
ponto P, pela regra, temos o vetor saindo (representado pelo símbolo ⦿).
Alternativa B
Para aprofundamento
Se gostou do assunto e quer se aprofundar nele, recomendamos esses vídeos e artigos:
❏ https://pt.khanacademy.org/science/physics/magnetic-forces-and-magnetic-fields/magnets-m
agnetic/a/what-is-magnetic-force
❏ https://www.youtube.com/playlist?list=PLzjR7HXQnrcd0_HOcaVJ5BNRdoIBy9A36 
(Professor Boaro)
❏ https://pt.slideshare.net/bettinarodriguesmachado/halliday-8-edio-eletromagnetsimo
❏ https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/legacy/magnet-and-compass
❏ https://www.youtube.com/playlist?list=PLDZq_b995jD0Y4EA9UBIL6T8mXugrYPos (Aprenda 
Física com o Prof. Cesar Staudinger)
❏ https://www.infoescola.com/fisica/forca-de-lorentz/
❏ https://fisicaevestibular.com.br/novo/eletricidade/eletromagnetismo/forca-magnetica-sobre-u
ma-carga-movel-imersa-num-campo-magnetico/
❏ Revisão: https://www.youtube.com/watch?v=DOHUL_ddpNM
https://pt.khanacademy.org/science/physics/magnetic-forces-and-magnetic-fields/magnets-magnetic/a/what-is-magnetic-force
https://pt.khanacademy.org/science/physics/magnetic-forces-and-magnetic-fields/magnets-magnetic/a/what-is-magnetic-force
https://www.youtube.com/playlist?list=PLzjR7HXQnrcd0_HOcaVJ5BNRdoIBy9A36
https://pt.slideshare.net/bettinarodriguesmachado/halliday-8-edio-eletromagnetsimo
https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/legacy/magnet-and-compass
https://www.youtube.com/playlist?list=PLDZq_b995jD0Y4EA9UBIL6T8mXugrYPos
https://www.infoescola.com/fisica/forca-de-lorentz/
https://fisicaevestibular.com.br/novo/eletricidade/eletromagnetismo/forca-magnetica-sobre-uma-carga-movel-imersa-num-campo-magnetico/https://fisicaevestibular.com.br/novo/eletricidade/eletromagnetismo/forca-magnetica-sobre-uma-carga-movel-imersa-num-campo-magnetico/
https://www.youtube.com/watch?v=DOHUL_ddpNM
Referências
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 18 de 
outubro de 2020.
TEIXEIRA, Mariane Mendes. "Força Magnética"; Brasil Escola. Disponível em: 
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/forca-magnetica.htm. Acesso em 18 de outubro de 2020.
PETRIN, Natália. Carga Elétrica. Todo Estudo. Disponível em: 
https://www.todoestudo.com.br/fisica/carga-eletrica. Acesso em: 21 de outubro de 2020.
Força magnética sobre uma carga móvel imersa num campo magnético. Física e Vestibular, 
2020. Disponível em: 
https://fisicaevestibular.com.br/novo/eletricidade/eletromagnetismo/forca-magnetica-sobre-uma
-carga-movel-imersa-num-campo-magnetico/. Acesso em: 21 de outubro de 2020.