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Força Magnética

Física

A força magnética é resultado da interação entre dois corpos dotados de propriedades magnéticas, como ímãs ou cargas elétricas em movimento.
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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:

  1. 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

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    Substituindo na equação, teremos:

    F = Q.v.B.0

    F = 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.

  2. 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

    F = Q.v.B

    O movimento executado pela partícula é circular e uniforme, e o raio de sua trajetória é obtido da seguinte forma:

    F = Fcp

    Sabemos que:

    F = Q.v.B e 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.

  3. 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.


Por Mariane Mendes
Graduada em Física

O ímã é um objeto que gera campo magnético ao seu redor, podendo interagir com outras partículas e originar a força magnética
O ímã é um objeto que gera campo magnético ao seu redor, podendo interagir com outras partículas e originar a força magnética

Gostaria de fazer a referência deste texto em um trabalho escolar ou acadêmico? Veja:

TEIXEIRA, Mariane Mendes. "Força Magnética"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/forca-magnetica.htm. Acesso em 19 de novembro de 2019.

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Lista de Exercícios
Questão 1

(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 .

Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que

a) Fi = Ff e ai = af.

b) Fi = Ff e ai = 2af.

c) Fi = 2Ff e ai = 2af.

d) Fi = 2Ff e ai = af.

Questão 2

(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.

O feixe de elétrons deslocar-se-á segundo a orientação dada pela seta:

a) I

b) II

c) III

d) IV

e) nenhuma destas

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