Vídeo da Khan Academy: como medir o campo magnético da Terra

19 de maio, 2025 às 14:17 | Postado em Magnetismo

Solicito indicar onde posso obter um roteiro para determinar o campo magnético local, utilizando um imã, uma bussola pape padrão tipo A-3 e material de desenho régua e esquadros, vi um  vídeo na internet – Campo magnético da Terra (como medir) | Khan Academy -, mas ele está mudo.

Vou apresentar no tcc, uma série de experimentos de magnetismo

 

O título do vídeo é enganoso pois não é possível pelo procedimento proposto se medir o campo magnético terrestre. Entretanto uma conclusão qualitativa sobre a intensidade do campo magnético da Terra é possível se obter desde que se conheça algumas propriedades desse campo e do campo nas imediações de um pequeno ímã (como aquele usado no vídeo).

No vídeo vê-se inicialmente a determinação de uma linha L₁ que coincide com a orientação da agulha imantada de uma bússola depositada sobre uma superfície horizontal. A seguir é marcada uma segunda linha L₂, perpendicular à primeira (figura 1).

As bússolas utilizadas para a orientação (a exemplo desta que aparece no vídeo) – bússolas de declinação magnética – permitem que a agulha imantada gire em um plano horizontal. Desta forma tais tipos de bússolas não são adequadas para detectar que o campo magnético da Terra não é horizontal (salvo em localizações muito especiais). Existem bússolas que permitem a agulha magnética girar no plano vertical, sendo usadas para medir a inclinação do campo magnético da Terra em relação à horizontal. A figura 2 apresenta uma dessas antigas bússolas de inclinação magnética (semelhante a uma bússola que existe no IF-UFRGS).

Aqui em Porto Alegre o campo magnético da Terra está inclinado cerca de -40 graus, o que significa que ele aponta 40 graus para cima do plano horizontal. Em Macapá a inclinação é de apenas +2 graus (2 graus para baixo da horizontal) e em Ushuaia é cerca de -50 graus. Neste endereço é possível se obter os ângulos de inclinação e declinação magnética em qualquer local do planeta: Find the magnetic declination at your location.

Feitas estas considerações passemos a um aspecto importante do campo magnético nas imediações de um ímã. A figura 3 representa por linhas de indução magnética o campo de um ímã e indica um ponto sobre o eixo  de simetria deste ímã. A indução magnética produzida pelo ímã – B_ímã – a uma distância d (quando d é muito maior do que as dimensões do ímã) é inversamente proporcional ao cubo da distância. Para pontos muito próximos do imã a dependência espacial com a distância é outra e esta dada na seção V do artigo A FRENAGEM ELETROMAGNÉTICA DE UM ÍMÃ QUE CAI.

Quando o pequeno ímã é aproximado da bússola sobre a linha L₂, a agulha magnética altera de orientação. A orientação original dada por L₁ é a orientação da componente horizontal da indução magnética terrestre B_{Terra, H}. Conforme o ímã é aproximado da bússola, a agulha magnética é mais defletida em relação a L₁. Quando a agulha faz 45° em relação a L₁ ou L₂  (situação indicada na figura 4), os dois vetores indução magnética exercidos sobre a bússola apresentam a mesma intensidade, ou seja,│B_{Terra, H}│=│B_ímã│.

Se o pequeno ímã tocar a bússola, a distância d que o separa da agulha magnética será 6,2 vezes menor do que quando │B_{Terra, H}│é igual a│B_ímã│conforme  está estimado na figura 5.

Então o ímã produzirá sobre a agulha magnética uma indução magnética cerca de 240 (6,2³≈240) vezes │B_{Terra, H}│em acordo com a expressão explicitada na figura 3. Nesta situação a agulha magnética aponta diretamente par o ímã pois o campo magnético da Terra é desprezível frente aquele que o ímã produz.

Desta forma a conclusão qualitativa que o experimento permite é de que o campo magnético de um ímã em pontos muito próximos dele é muitíssimo maior do que o campo magnético da Terra.

Mais sobre o campo magnético da Terra em É possível um MAGLEV que use o campo magnético da Terra?

“Docendo discimus.” (Sêneca)