Força Magnética. Força Magnética sobre cargas elétricas
A força magnética é resultado da interação entre dois corpos dotados de propriedades magnéticas, como ímãs ou cargas elétricas em movimento.
O ímã é um objeto que gera campo magnético ao seu redor, podendo interagir com outras partículas e originar a força magnética
A força magnética, ou força de Lorentz, é resultado da interação entre dois corpos dotados de propriedades magnéticas, como ímãs ou cargas elétricas em movimento.
No caso das cargas elétricas, a força magnética passa a existir quando uma partícula eletricamente carregada movimenta-se em uma região onde atua um campo magnético.
Considerando que uma carga pontual Q, com velocidade v, é lançada em uma região onde existe um campo magnético uniforme B, passa a atuar sobre ela uma força magnética com intensidade dada pela seguinte equação:
F = Q.v.B.senα
*α é o ângulo entre os vetores da velocidade v e do campo magnético B.
A direção do campo magnético é perpendicular ao plano que contém os vetores v e F, e o sentido é dado pela regra da mão direita. Observe a figura:
A regra da mão direita mostra o sentido da velocidade, do campo e da força magnética
Veja que o dedo médio aponta na direção do campo magnético B, o indicador indica a direção da vlocidade V com que a carga se movimenta e o polegar aponta no sentido da Força magnética F.
O movimento adquirido pela carga elétrica ao entrar em contato com o campo magnético depende do ângulo em que ela foi lançada:
Quando a partícula lançada possui velocidade paralela às linhas de indução do campo magnético, a força magnética é nula.
Observe que, nesse caso, o ângulo α = 0º ou α = 180 º. A equação que utilizamos para calcular a força é:
F = Q.v.B.senα.
E o sen 0º = sen 180º = 0
Substituindo na equação, teremos:
F = Q.v.B.0
Se a força é igual a zero, a partícula mantém-se com a mesma velocidade e realiza movimento retilíneo uniforme na mesma direção do campo magnético.
Partícula lançada perpendicularmente ao campo magnético: o ângulo entre v e B será α = 90º. Como sen 90º = 1, teremos:
F = Q.v.B.sen 90
F = Q.v.B.1
O movimento executado pela partícula é circular e uniforme, e o raio de sua trajetória é obtido da seguinte forma:
F = Fcp
F = Q.v.B e Fcp = m.v2
Igualamos as expressões e obtemos:
Q.v.B = m.v2
R = m.v
Quanto maior for a massa da partícula, maior será o raio de sua trajetória.
Partícula lançada obliquamente às linhas de campo: Nesse caso, devemos considerar as componentes x e y do vetor velocidade. A velocidade vx tem o mesmo sentido que as linhas de campo magnético, enquanto vy é perpendicular. A resultante da velocidade ocasiona um movimento circular e uniforme, com direção perpendicular ao vetor B, que pode ser denominado de helicoidal uniforme.
A unidade de medida da força magnética é a mesma de qualquer outro tipo de foça: o Newton. Existem inúmeras aplicações da força magnética, dentre elas, podemos citar os seletores de velocidade, motores elétricos e galvanômetros.
TEIXEIRA, Mariane Mendes. "Força Magnética"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/forca-magnetica.htm. Acesso em 07 de julho de 2022.
(UFMG) Um ímã e um bloco de ferro são mantidos fixos numa superfície horizontal, como mostrado nesta figura:
Em determinado instante, ambos são soltos e movimentam-se um em direção ao outro, devido à força de atração magnética.
Despreze qualquer tipo de atrito e considere que a massa m do ímã é igual à metade da massa do bloco de ferro.
Sejam ai o módulo da aceleração e Fi o módulo da resultante das forças sobre o ímã. Para o bloco de ferro, essas grandezas são, respectivamente, af e Ff .
a) Fi = Ff e ai = af.
b) Fi = Ff e ai = 2af.
c) Fi = 2Ff e ai = 2af.
d) Fi = 2Ff e ai = af.
(UNIP SP) A figura representa os polos de um ímã e um feixe de elétrons penetrando no campo magnético deste ímã com velocidade V, perpendicularmente ao plano do papel.