Magnetismo

Os primeiros usos de ímãs.

Há milhares de anos atrás, as pessoas descobriram que um mineral chamado magnetita (Fe₃O₄) atraia outros pedaços de magnetita. Essa rocha também era capaz de atrair pedaços de ferro. Quando se esfregava pequenos pedaços de ferro com magnetita, o ferro passava a agir como a magnetita, ou seja, adquiria aquela estranha propriedade de atrair ferro. Logo se percebeu que quando eles deixavam as pequenos pedaços de magnetita girarem livremente, elas invariavelmente apontavam para um mesmo lugar; para o norte.

Estes podem ter sido as primeiras bússolas.

As bússolas ajudaram marinheiros e exploradores, com elas ela sabiam em que direção estavam indo. Antes das bússolas, marinheiros e exploradores tinham de olhar para o Sol e para as estrelas para saber em qual direção estavam indo.

Um pedaço de magnetita é um imã. Ímãs atraem objetos feitos de ferro ou aço, como pregos e grampos de papel. Ímãs também podem atrair ou repelir outros ímãs. Repelir significa "afastar". Cada ímã tem duas extremidades. As duas extremidades são chamadas pólos. Uma das extremidade chama-se pólo norte, enquanto a outra extremidade é chamada de pólo sul. Dois pólos norte se repelem. Dois pólos sul também repelem. Mas um pólo norte e um pólo sul são atraídos um pelo outro. O que é campo magnético? Lembre-se que a força é um empurrão ou um puxão que pode fazer um objeto se mover. As forças gravitacionais e elétricas podem agir sobre um objeto, mesmo quando os objetos não estão se tocando. A força magnética também pode atuar em objetos distantes entre si. Observe que os ímãs não precisam se tocar para que uma força magnética aja sobre eles. Um ímã pode até mesmo fazer um objeto se mover sem tocá-lo. A força magnética fica mais fraca conforme os ímãs vão se distanciando. O campo magnético é o espaço em torno de um ímã onde a força magnética atua. Os campos magnéticos estão em torno de todos os ímãs. Se você jogar limalha de ferro perto de um ímã, a limalha de ferro vai mostrar as linhas do campo magnético do ímã. A figura abaixo mostra estas linhas curvas. As linhas começam em um pólo e terminam no outro. 

As linhas do campo magnético começam no pólo norte de um ímã e terminam no pólo sul. As linhas se são mais próximas onde o campo é mais forte e mais distantes onde o campo é mais fraco. O campo magnético é mais forte perto dos pólos magnéticos. Ele fica mais fraco quando longe dos pólos.

Como são produzidos os campos magnéticos?

Uma carga eléctrica em movimento produz um campo magnético. Todos os átomos têm partículas de carga negativa chamadas elétrons. Estes elétrons giram em torno do núcleo de um átomo. Cada elétron produz um campo magnético por causa da forma que se move. Os elétrons nos átomos que compõem os ímãs são como ímãs ainda menores. Um imã é quando os campos magnéticos produzidos pelos elétrons dos átomos de ferro e outros materiais apontam, todos, na mesma direção. Um grupo de átomos com os seus campos magnéticos apontando na mesma direção é chamado de domínio magnético.

Um material, como ferro ou aço, que tem a capacidade de tornar-se magnetizado, tem muitos domínios magnéticos. Quando o material não é magnetizado, estes domínios magnéticos apontam em todas as direções.

O material nesse estado não se comporta como um ímã. Isso ocorre porque os campos magnéticos produzidos pelos domínios se anulam mutuamente.

Um ímã tem um grande número de domínios magnéticos que estão alinhados e apontando na mesma direção. Suponha que você mantenha um forte ímã ao lado de um pedaço de ferro. O ímã faz com que o campo magnético, em muitos dos domínios magnéticos no ferro, se alinhem com o seu campo.

Os campos magnéticos dos domínios magnéticos do ferro, então, se somam ao invés de se anularem. Assim o ferro fica magnetizado.

É isso aí galera. 

Bons estudos!

As Leis da Dinâmica

Leis do Movimento

Você já viu uma ginasta de trave de equilíbrio dar um salto mortal para trás e cair no solo perfeitamente? Seu movimento pode parecer suave e simples. A ginasta, na verdade, faz muitos movimentos diferentes para que o salto aconteça de forma suave. O que faz com que esses movimentos aconteçam? Cada um dos movimentos da ginasta segue um conjunto de regras que foram explicadas pela primeira vez por Isaac Newton.

Essas regras são chamadas de leis do movimento de Newton.

O que é força?

O movimento de um objeto muda por causa de uma força. A força é um empurrão ou um puxão. Uma força tem uma intensidade, uma direção e um sentido definidos. A intensidade, a direção e o sentido de uma força determinam o movimento de um objeto. Na figura abaixo, o aluno empurra a caixa. Esse impulso, ou força, move a caixa. 

Se ele empurrar com mais força, a caixa se move mais rápido. Quando você empurra algo, a força aplicada é chamada de força de contato. Isso porque você está tocando, ou entrando em contato com o objeto.

Que outras forças podem agir sobre um objeto?

Podem existir forças mesmo quando não há contato. Suponha que você coloque um ímã perto de um clipe de papel. O que acontece? O clipe de papel se moverá em direção ao ímã. O clipe de papel se move, mas o ímã não encosta nele. A força que age sobre o clipe de papel é uma força de longo alcance. Neste caso, é a força magnética.

O que acontece quando você solta uma bola? A bola cai no chão. A força de longo alcance agindo sobre a bola é a gravidade. Forças de longo alcance podem mudar o

movimento dos objeto sem tocá-los. A eletricidade, como o magnetismo e a gravidade, são forças de longo alcance.

A unidade do SI de força é o Newton, ou N.

Primeira Lei de Newton

Imagine que você está andando em um carro. O motorista repentinamente aperta os freios. Quando o carro para, você continua a avançar. Seu cinto de segurança impede o seu movimento para a frente e o puxa de volta ao seu lugar. Este é um exemplo da primeira lei do movimento de Newton.

O Princípio da Inércia de Newton afirma que um objeto em repouso permanecerá em repouso e um objeto em movimento retilíneo uniforme continuará a se mover em linha reta a uma velocidade constante, a menos que uma força altere essa condição.

Pense sobre o que acontece no carro. Quando o carro para, você segue em frente. Mas, o cinto de segurança aplica uma força que faz você parar de se mover. Se a sua mochila estiver no banco, ela irá seguir em frente até que algo interrompa seu movimento.

Inércia é a propriedade da matéria de resistir a qualquer variação em sua velocidade. A inércia depende da massa. Quanto mais massa um objeto tem, mais inércia ele possui, e assim, mais difícil será para mudar o movimento do objeto.

Somando Forças

A primeira lei do movimento de Newton afirma que o movimento de um objeto muda apenas se uma força atuar sobre o ele. Às vezes, há mais de uma força agindo sobre um objeto. Alguma vez você já tentou empurrar um carro? Por que é mais fácil empurrar um carro se

várias pessoas ajudarem a empurrá-lo? O movimento depende do tamanho, da direção e do sentido de todas as forças.

Forças Equilibradas

 

Se duas pessoas empurram um objeto com a mesma força e na mesma direção, mas em sentidos opostos, o objeto não se moverá. Estas forças estão equilibradas (estão se anulando). Forças em equilíbrio são forças que são iguais, mas em sentidos opostos. Quando as forças em equilíbrio agem sobre um objeto, tal como a carroça na figura abaixo, o movimento do objeto não muda. A força total atuando sobre o objeto é zero. Dizemos que a Força Resultante (F_R) é zero.

 

A Segunda Lei do Movimento

Você é capaz de dizer a rapidez que uma bola de futebol acelera quando você a chuta? Você pode descobrir com a segunda lei do movimento de Newton. A segunda lei de Newton afirma que um objeto que recebe a ação de forças em desequilíbrio, ou seja, cuja resultante é diferente de zero, vai acelerar na direção da força. Você pode usar esta equação para encontrar a aceleração:

 

onde,

a é a aceleração

F_R é a Força resultante

M é a massa

A Segunda Lei de Newton estabelece que a resultante das forças aplicadas a um corpo é igual ao produto de sua massa pela aceleração adquirida

 

A Terceira Lei do Movimento

A terceira lei de Newton afirma que as forças agem sempre em pares iguais, mas opostas. Esta ideia muitas vezes é dita como “para cada ação há uma reação igual e oposta.” Então, quando você empurra o chão com suas pernas para saltar, o chão o empurra também. Isso faz com que você acelere no ar.