Inconsistência entre a força magnética sobre uma bússola e sobre uma carga em movimento?
20 de fevereiro, 2017 às 9:54 | Postado em Eletromagnetismo, Magnetismo
Respondido por: Prof. Fernando Lang da Silveira - www.if.ufrgs.br/~lang/Olá! 1) É a força magnética que faz a bússola girar até ter a mesma direção que o campo? 2) Por que a força magnética em partículas com v e Q não nulos é perpendicular em direção com v e B invés de apontar para os polos? Se ela tem carga não deveria ser atraída para um dos polos do imã?
O que faz a bússola girar, se orientando, é um par de forças ao qual associamos um TORQUE. Se a bússola está em um campo magnético uniforme, como é o caso de uma bússola orientando-se no campo magnético terrestre, a resultante das forças magnéticas sobre ela é nula e quando estiver alinhada com o campo, o torque do par de forças também é nulo.
Uma bússola (ou qualquer pedaço de material magnetizado) pode ser modelada microscopicamente como constituída por muitíssimas pequenas espiras com corrente. Portanto, quando a bússola é submetida um campo magnético (por exemplo, produzido por um imã ou por uma bobina com corrente), cada uma dessas pequenas espiras com corrente sofrerá forças magnéticas em perfeito acordo com o fato de serem as forças perpendiculares ao campo magnético.
Caso o campo magnético não seja uniforme sobre uma bússola (ou um pedaço de material magnético) poderá ser a resultante das forças magnéticas não nula, explicando a atração ou repulsão da bússola (ou de outros sistemas magnéticos) observada quando dela aproximamos um ímã.
A figura abaixo, retirada do nosso artigo sobre levitação magnética, disponível em ResearchGate, exemplifica no caso de uma bobina solenóide produzindo campo magnético (ambos os sistemas estão representados em corte e mais detalhes estão no artigo), a ocorrência de uma resultante das forças magnéticas não nula sobre uma espira. Nota que as diversas pequenas forças magnéticas sobre a espira (no diagrama somente estão representadas duas delas) são perpendiculares ao campo mas a resultante não é ortogonal ao campo mas paralela ao campo no centro da espira.
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