O que é força magnética?

Você sabe o que é força magnética? A força magnética é o resultado da interação entre dois corpos dotados de propriedades magnéticas, como ímãs ou cargas elétricas em movimento. Ela 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.

Leia também: O que é a força normal?

Tópicos deste artigo

• 1 - Força magnética sobre partículas carregadas
• 2 - Força magnética sobre condutores retilíneos

Força magnética sobre partículas carregadas

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

F = q ⋅ v ⋅ B ⋅ sen(θ)

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:

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.

Veja também: O que é o campo elétrico?

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:

F = B ⋅ i ⋅ L ⋅ sen(θ)

• B → valor da intensidade do campo magnético, em Tesla (T).

• i → valor da corrente elétrica, em Amperes (A).

• L → 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 (90°) à velocidade da partícula carregada e ao campo magnético, simultaneamente.

• Como a força magnética faz um ângulo de 90° 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 0°, não haverá força magnética.

Fonte

e-Física – Ensino de Física Online; USP – Universidade de São Paulo. Disponível em: http://efisica2.if.usp.br/home/132.

Por Rafael Helerbrock
Professor de Física