Introdução ao Magnetismo

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Introdução ao Magnetismo

  1. 1. Introdução ao Magnetismo Magnetismo – História; Tipos de Ímãs; Propriedade dos Ímãs; Natureza do Magnetismo; Substâncias Magnéticas; Processos de Magnetização; Processos de Desmagnetização. Prof. Ary de Oliveira
  2. 2. Magnetismo – História O termo magnetismo resultou do nome Magnésia, região situada na Turquia, onde foram encontrados os primeiros fragmentos de magnetita (ímã natural) com propriedades de atrair objetos ferrosos. A magnetita quando suspensa pelo seus centro de massa orienta-se aproximadamente na direção Norte-Sul. A existência desta propriedade foi que Magnetita Bússola permitiu sua utilização na fabricação de chinesa bússolas. Prof. Ary de Oliveira
  3. 3. Tipos de Ímãs Os corpos dotados com características magnéticas são chamados de ímãs. Os ímãs podem ser: Naturais: Construído com pedaços de magnetita; Artificiais: Construídos com ligas metálicas ou materiais cerâmicos em uma mistura de óxidos de ferro e de bário. Prof. Ary de Oliveira
  4. 4. Propriedades do Ímãs (Parte I) A experiência comprova as seguintes propriedades básicas do magnetismo: Propriedade 1: Corpos magnetizados ou ímãs atraem alguns materiais, como por exemplo: ferro e aço; Prof. Ary de Oliveira
  5. 5. Propriedades do Ímãs (Parte II) Propriedade 2: Os ímãs possuem regiões em que as suas propriedades magnéticas são mais intensas: essas regiões são denominadas polos do ímã; Prof. Ary de Oliveira
  6. 6. Propriedades do Ímãs (Parte III) Propriedade 3: Em ímãs que podem mover-se livremente, o polo Norte magnético do ímã aponta aproximadamente para o polo Norte geográfico da Terra e o polo Sul magnético do ímã aponta aproximadamente para o polo Sul geográfico da Terra (a bússola é uma aplicação prática dessa propriedade); Prof. Ary de Oliveira
  7. 7. EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO 01(PSAEAM – 2007) Observe a figura:A agulha imantada de uma bússola posicionada na região do Equador éalinhada ao eixo norte-sul magnético da Terra. A seta (polo norte magnético)da agulha aponta para o polo magnético próximo do polo norte geográfico. Écorreto afirmar, então, que o polo:(A) norte da agulha magnético aponta para o polo sul magnético da Terra.(B) sul da agulha magnética aponta para o norte geográfico da Terra.(C) norte da agulha magnética aponta para o norte magnético da Terra.(D) sul da agulha magnético aponta para o polo sul magnético da Terra.(E) norte da agulha magnético aponta para o polo sul geográfico da Terra. Prof. Ary de Oliveira
  8. 8. EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO 01(PSAEAM – 2007) Observe a figura:A agulha imantada de uma bússola posicionada na região do Equador éalinhada ao eixo norte-sul magnético da Terra. A seta (polo norte magnético)da agulha aponta para o polo magnético próximo do polo norte geográfico. Écorreto afirmar, então, que o polo:(A) norte da agulha magnético aponta para o polo sul magnético da Terra.(B) sul da agulha magnética aponta para o norte geográfico da Terra.(C) norte da agulha magnética aponta para o norte magnético da Terra.(D) sul da agulha magnético aponta para o polo sul magnético da Terra.(E) norte da agulha magnético aponta para o polo sul geográfico da Terra. Prof. Ary de Oliveira
  9. 9. EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO 02(PSAEAM – 2010) Um ímã suspenso pelo seu centro de gravidade se orientaaproximadamente na direção norte-sul geográfica. Esse fato permitiu aos chineses ainvenção da bússola, um instrumento construído por ímã leve em forma de losango,denominado agulha magnética, capaz de girar em torno de um eixo fixo em uma caixadotada de pontos cardeais. Com relação à bússola são feitas as seguintes afirmações:I – a orientação da agulha segue o campo magnético da Terra.II – a orientação da agulha sofre desvio quando próxima de um condutor percorrido poruma corrente elétrica.III – durante um navegação de longa distância é necessário corrigir a orientação dabússola pois os polos magnéticos e geográfico da Terra não são coincidentes.IV – o polo norte (encarnado) da bússola aponta sempre para o polo norte magnético daTerra. Assinale a opção correta.(A) Apenas as afirmativas I e II são verdadeiras.(B) Apenas as afirmativas II e VI são verdadeiras.(C) Apenas as afirmativas II e III são verdadeiras.(D) Apenas as afirmativas III e IV são verdadeiras.(E) Apenas as afirmativas I, II e III são verdadeiras. Prof. Ary de Oliveira
  10. 10. EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO 02(PSAEAM – 2010) Um ímã suspenso pelo seu centro de gravidade se orientaaproximadamente na direção norte-sul geográfica. Esse fato permitiu aos chineses ainvenção da bússola, um instrumento construído por ímã leve em forma de losango,denominado agulha magnética, capaz de girar em torno de um eixo fixo em uma caixadotada de pontos cardeais. Com relação à bússola são feitas as seguintes afirmações:I – a orientação da agulha segue o campo magnético da Terra.II – a orientação da agulha sofre desvio quando próxima de um condutor percorrido poruma corrente elétrica.III – durante um navegação de longa distância é necessário corrigir a orientação dabússola pois os polos magnéticos e geográfico da Terra não são coincidentes.IV – o polo norte (encarnado) da bússola aponta sempre para o polo norte magnético daTerra. Assinale a opção correta.(A) Apenas as afirmativas I e II são verdadeiras.(B) Apenas as afirmativas II e VI são verdadeiras.(C) Apenas as afirmativas II e III são verdadeiras.(D) Apenas as afirmativas III e IV são verdadeiras.(E) Apenas as afirmativas I, II e III são verdadeiras. Prof. Ary de Oliveira
  11. 11. Propriedades do Ímãs (Parte IV) Propriedade 4: Polos magnéticos de mesmo nome se repelem e de nomes diferentes se atraem; Prof. Ary de Oliveira
  12. 12. EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO 03(PSAEAM – 2005) “Uma mudança nos polos geraria uma intensa tempestadeeletromagnética capaz de destruir a camada de ozônio que protege a Terra.Assim, expostos a uma dose cavalar de radiação, teríamos que nos vestir dacabeça aos pés para evitar câncer de pele e riscos de mutação genética.Quanto a alguns pássaros e tartarugas-marinhas, ficariam desnorteados ecorreriam o risco de desaparecer. Além disso, todos os atlas e bússolasficariam obsoletos, desorientando aviões, navios e satélites.”(Superinteressante – Página 27 – Outubro/2004)Considerando-se a previsão de alguns cientistas de que esse fenômenoocorrerá por volta do ano 3200, pode-se afirmar que, nesse período, o polonorte magnético de uma bússola apontará na direção do:(A) polo sul magnético da Terra. (D) centro da Terra.(B) polo norte magnético da Terra. (E) Equador terrestre.(C) polo norte geográfico da Terra. Prof. Ary de Oliveira
  13. 13. EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO 03(PSAEAM – 2005) “Uma mudança nos polos geraria uma intensa tempestadeeletromagnética capaz de destruir a camada de ozônio que protege a Terra.Assim, expostos a uma dose cavalar de radiação, teríamos que nos vestir dacabeça aos pés para evitar câncer de pele e riscos de mutação genética.Quanto a alguns pássaros e tartarugas-marinhas, ficariam desnorteados ecorreriam o risco de desaparecer. Além disso, todos os atlas e bússolasficariam obsoletos, desorientando aviões, navios e satélites.”(Superinteressante – Página 27 – Outubro/2004)Considerando-se a previsão de alguns cientistas de que esse fenômenoocorrerá por volta do ano 3200, pode-se afirmar que, nesse período, o polonorte magnético de uma bússola apontará na direção do:(A) polo sul magnético da Terra. (D) centro da Terra.(B) polo norte magnético da Terra. (E) Equador terrestre.(C) polo norte geográfico da Terra. Prof. Ary de Oliveira
  14. 14. EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO 04(PSAEAM – 2009) Observe as figuras ao lado.Numa experiência de laboratório, dois ímãsforam suspensos pelo centro por um fio preso aum suporte.Num primeiro momento, os ímãs estão bemafastados.Observando o posicionamento dos ímãs numsegundo momento, quando esses estãopróximos um do outro, é correto afirmar que(A) A e C são polos iguais.(B) A e C são polos diferentes.(C) B e C são polos diferentes.(D) B e D são polos iguais.(E) A, B, C e D são polos iguais. Prof. Ary de Oliveira
  15. 15. EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO 04(PSAEAM – 2009) Observe as figuras ao lado.Numa experiência de laboratório, dois ímãsforam suspensos pelo centro por um fio preso aum suporte.Num primeiro momento, os ímãs estão bemafastados.Observando o posicionamento dos ímãs numsegundo momento, quando esses estãopróximos um do outro, é correto afirmar que(A) A e C são polos iguais.(B) A e C são polos diferentes.(C) B e C são polos diferentes.(D) B e D são polos iguais.(E) A, B, C e D são polos iguais. Prof. Ary de Oliveira
  16. 16. Propriedades do Ímãs (Parte V) Propriedade 5: Os polos magnéticos são inseparáveis, ou seja, não existe ímã com um único polo seja ele natural ou artificial. A partir dessa propriedade podemos verificar que cada seção de um ímã dá origem a dois e assim por diante até o ímã elementar. Prof. Ary de Oliveira
  17. 17. EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO 05(PSAEAM – 2006) A figura abaixo mostra um ímãpermanente em forma de barra que foi dividido em quatropedaços.Quanto à aproximação dos dois pedaços maiores, écorreto afirmar que(A) I atrai III (D) II repele III(B) II atrai III (E) IV atrai II(C) IV repele I Prof. Ary de Oliveira
  18. 18. EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO 05(PSAEAM – 2006) A figura abaixo mostra um ímãpermanente em forma de barra que foi dividido em quatropedaços.Quanto à aproximação dos dois pedaços maiores, écorreto afirmar que(A) I atrai III (D) II repele III(B) II atrai III (E) IV atrai II(C) IV repele I Prof. Ary de Oliveira
  19. 19. EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO 06(PSAEAM – 2012) Observe a figura abaixo.Um ímã foi seccionado duas vezes formando quatro novos ímãsidênticos. As letras “N” e “S” representam, respectivamente, os polosnorte e sul do ímã original.Com base nos dados apresentados, é correto afirmar que:(A) A, B e C são polos norte. (D) A, D e F são polos norte.(B) A, C e D são polos sul. (E) E, G e H são polos sul.(C) B, F e H são polos sul. Prof. Ary de Oliveira
  20. 20. EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO 06(PSAEAM – 2012) Observe a figura abaixo.Um ímã foi seccionado duas vezes formando quatro novos ímãsidênticos. As letras “N” e “S” representam, respectivamente, os polosnorte e sul do ímã original.Com base nos dados apresentados, é correto afirmar que:(A) A, B e C são polos norte. (D) A, D e F são polos norte.(B) A, C e D são polos sul. (E) E, G e H são polos sul.(C) B, F e H são polos sul. Prof. Ary de Oliveira
  21. 21. EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO 07(PSAEAM – 2011) Desde tempos remotos, tem-se observado na natureza a existênciade certos corpos que, espontaneamente, atraem pedaços de ferro. Esses corpos foramdenominados ímãs naturais. Sobre os ímãs e suas aplicações foram feitas as afirmativasabaixo:I – todo ímã possui dois polos: norte e sul.II – dividindo-se um ímã ao meio, cada pedaço vira um novo ímã.III – a bússola magnética orienta-se pelo campo magnético da Terra.IV – os eletroímãs funcionam devido à passagem da corrente elétrica.V – o poder da atração de um ímã é maior em suas extremidades.VI – o polo norte geográfico da Terra atrai o polo norte da bússola.Assinale a opção correta.(A) Apenas as afirmativas I, II e V estão corretas.(B) Apenas as afirmativas II, III e VI estão corretas.(C) Apenas as afirmativas III, IV, V e VI estão corretas.(D) Apenas as afirmativas I, II, III, IV e V estão corretas.(E) As afirmativas I, II, III, IV, V e VI estão corretas. Prof. Ary de Oliveira
  22. 22. EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO 07(PSAEAM – 2011) Desde tempos remotos, tem-se observado na natureza a existênciade certos corpos que, espontaneamente, atraem pedaços de ferro. Esses corpos foramdenominados ímãs naturais. Sobre os ímãs e suas aplicações foram feitas as afirmativasabaixo:I – todo ímã possui dois polos: norte e sul.II – dividindo-se um ímã ao meio, cada pedaço vira um novo ímã.III – a bússola magnética orienta-se pelo campo magnético da Terra.IV – os eletroímãs funcionam devido à passagem da corrente elétrica.V – o poder da atração de um ímã é maior em suas extremidades.VI – o polo norte geográfico da Terra atrai o polo norte da bússola.Assinale a opção correta.(A) Apenas as afirmativas I, II e V estão corretas.(B) Apenas as afirmativas II, III e VI estão corretas.(C) Apenas as afirmativas III, IV, V e VI estão corretas.(D) Apenas as afirmativas I, II, III, IV e V estão corretas.(E) As afirmativas I, II, III, IV, V e VI estão corretas. Prof. Ary de Oliveira
  23. 23. Natureza do Magnetismo (Parte I) Como veremos em estudos posteriores, o magnetismos está fortemente relacionado ao movimento da carga elétrica (corrente elétrica) no interior de um corpo. Assim, podemos identificar o movimento dos elétrons como o gerador de campo magnético. Nesse sentido, um átomo pode ser considerado um ímã elementar. Prof. Ary de Oliveira
  24. 24. Natureza do Magnetismo (Parte II) Dizemos que um corpo apresenta propriedades magnéticas quando há uma predominância de ímãs orientados sobre os demais. Desse modo, podemos distinguir três casos: Corpo fortemente Corpo fracamente Corpo desmagnetizado magnetizado magnetizado (ou não-magnetizado) Prof. Ary de Oliveira
  25. 25. Substâncias Magnéticas Dizemos que determinada amostra é uma substância magnética quando ela permite que seus ímãs elementares sejam orientados. Como exemplo podemos citar: ferro, níquel, aço, etc. Amostras que não permitem que seus ímãs elementares sejam orientados são denominados de substâncias não-magnéticas. Como exemplo podemos citar: alumínio, madeira, plástico, etc. Prof. Ary de Oliveira
  26. 26. Processo de Magnetização (Parte I) Existem basicamente quatro tipos de processos de magnetização (ou imantação): Por Atrito; Por Contato; Por Indução Magnética; Por Corrente Elétrica Contínua. Prof. Ary de Oliveira
  27. 27. Processo de Magnetização (Parte II) Processo de Magnetização por Atrito Conseguimos magnetizar (ou imantar) uma amostra de substância magnética quando atritamos várias vezes um dos polos de um ímã permanente sobre ela (o processo de magnetização deve ocorrer sempre no mesmo sentido). Como ilustra a figura abaixo: Prof. Ary de Oliveira
  28. 28. Processo de Magnetização (Parte II) Processo de Magnetização por Contato Na magnetização (ou imantação) de uma amostra de substância magnética por contato devemos unir a substância magnética ao ímã. Como ilustra a figura abaixo: Prof. Ary de Oliveira
  29. 29. Processo de Magnetização (Parte III) Processo de Magnetização por Indução Magnética Na magnetização (ou imantação) de uma amostra de substância magnética por indução magnética devemos colocá-la nas proximidades de um ímã. Como ilustra a figura abaixo: Prof. Ary de Oliveira
  30. 30. Processo de Magnetização (Parte IV) Processo de Magnetização por Corrente Elétrica Contínua Na magnetização (ou imantação) de uma amostra de substância magnética por corrente elétrica contínua devemos enrolar um fio condutor elétrico sobre a amostra, esse fio será percorrido por uma corrente elétrica contínua que transformará a amostra em um eletroímã. Como ilustra a figura abaixo: Prof. Ary de Oliveira
  31. 31. EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO 08(PSAEAM – 2008) Em relação ao magnetismo, oseletroímãs, por serem artificiais:(A) podem ser construídos com um único polo.(B) possuem campo magnético, mas não possuem linhasde força.(C) possuem linhas de força, mas não possuem campomagnético.(D) podem variar o poder de atração dos seus polos.(E) apresentam, no formato de “U”, o mesmo poder deatração ao longo de toda a sua extensão. Prof. Ary de Oliveira
  32. 32. EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO 08(PSAEAM – 2008) Em relação ao magnetismo, oseletroímãs, por serem artificiais:(A) podem ser construídos com um único polo.(B) possuem campo magnético, mas não possuem linhasde força.(C) possuem linhas de força, mas não possuem campomagnético.(D) podem variar o poder de atração dos seus polos.(E) apresentam, no formato de “U”, o mesmo poder deatração ao longo de toda a sua extensão. Prof. Ary de Oliveira
  33. 33. Processo de Desmagnetização (Parte I) Mesmo um ímã permanente pode perder suas propriedades magnéticas. Existem três maneiras de se desmagnetizar um ímã. São elas: Aplicação de um Campo Magnético alternado; Aquecimento; Choque Mecânico. Prof. Ary de Oliveira
  34. 34. Processo de Desmagnetização (Parte II) Processo de Desmagnetização por Aplicação de um Campo Magnético alternado Na desmagnetização de um ímã por aplicação de um campo magnética alternado devemos colocar a amostra no interior de um solenoide percorrido por uma corrente cujo sentido é invertido várias vezes, diminuindo-se a sua intensidade a cada inversão. Prof. Ary de Oliveira
  35. 35. Processo de Desmagnetização (Parte III) Processo de Desmagnetização por Aquecimento Na desmagnetização de um ímã por aquecimento a amostra deve ter sua temperatura elevada até superar o ponto Curie e depois resfriá-la novamente. Prof. Ary de Oliveira
  36. 36. Processo de Desmagnetização (Parte IV) Processo de Desmagnetização por Choque Mecânico Na desmagnetização de um ímã por choque mecânico a magnetização dessa amostra não deverá ser muito intensa, nesse caso pode-se desmagnetizá-la através de marteladas. Prof. Ary de Oliveira
  37. 37. EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO 09(PSAEAM – 2004) Considere que um ímã é submetido àsseguintes situações:I – É aquecido;II – Recebe fortes marteladas.Quanto às suas propriedades magnéticas, pode-se afirmarque, nas situações I e II, elas, respectivamente:(A) não se alteram(B) aumentam em ambas(C) diminuem em ambas(D) aumenta em I e diminuem em II(E) diminuem em I e aumentam em II Prof. Ary de Oliveira
  38. 38. EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO 09(PSAEAM – 2004) Considere que um ímã é submetido àsseguintes situações:I – É aquecido;II – Recebe fortes marteladas.Quanto às suas propriedades magnéticas, pode-se afirmarque, nas situações I e II, elas, respectivamente:(A) não se alteram(B) aumentam em ambas(C) diminuem em ambas(D) aumenta em I e diminuem em II(E) diminuem em I e aumentam em II Prof. Ary de Oliveira
  39. 39. Fim! Prof. Ary de Oliveira

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