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O que é força magnética?

O que é Física?

O que é força magnética? Essa força surge quando uma partícula carregada move-se em uma região de campo magnético.
A aurora boreal surge em razão da força magnética que atua sobre as partículas provenientes do Sol
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A força magnética 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 sobre partículas carregadas

Para corpos de dimensões desprezíveis, utilizamos a seguinte equação para calcular a força magnética:

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; 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). Observe a figura para entender melhor essa relação:

Na figura acima, 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.

A figura a seguir ensina a usar a regra da mão direita para determinar o sentido da força magnética:

Aponte o dedo indicador no sentido do campo magnético. O dedo médio deve apontar na direção da velocidade da partícula, e o dedão deve apontar a direção e o sentido da força magnética. É importante perceber que essas três grandezas sempre serão perpendiculares, portanto, se o ângulo formado entre o vetor velocidade (v) e o vetor campo magnético (B) for igual a , ou seja, caso eles sejam paralelos entre si, não haverá surgimento de força magnética; da mesma forma, a maior intensidade de força magnética surge quando o ângulo entre v e B é de 90º, pois, para esse ângulo, o sen(θ) tem o seu valor máximo, valendo 1.

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Se a carga da partícula for negativa, basta inverter o sentido do dedão. Utilize a regra da mesma forma e, no final, inverta: se o dedão aponta para cima, a força magnética aponta para baixo e vice-versa.

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. Podemos calcular a intensidade dessa força magnética utilizando a equação a seguir:

  • 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 de calcular a força magnética sobre cada trecho do fio que apresentasse um ângulo diferente. 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:

Agora que você já sabe o que é força magnética, fique atento aos detalhes:

  • A força magnética é sempre perpendicular (90º) à velocidade da partícula carregada e ao campo magnético, simultaneamente;

  • Como a força magnética faz um ângulo de 90º com a velocidade da partícula, a velocidade não se altera, somente o seu sentido e direção, logo, a força magnética não realiza trabalho;

  • Se o ângulo entre a velocidade (θ) e o campo magnético for de 0º, não haverá força magnética.

 

Por Rafael Helerbrock
Graduado em Física

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

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 22 de julho de 2019.

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