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Aula 06 Interações Magnéticas F328: Física Geral III 1º semestre, 2023 Profa. Flávia Sobreira fsanchez@unicamp.br Pontos essenciais 2 • Magnetismo • Campos Magnéticos • Fluxo de carga e magnetismo • Magnetismo e relatividade •Corrente e magnetismo •Fluxo magnético • Partículas em movimento em campos elétricos e magnéticos Magnetismo 3 • Pólo norte do ímã (denotado N); o pólo oposto é definido como sendo o pólo sul do ímã (denotado S). • Mesmo pólos magnéticos se repelem; pólos magnéticos opostos se atraem. Magnetismo 4 Materiais magnéticos: atraídos por ambos os tipos de pólos magnéticos. Ex: Ferro, cobalto, Niquel … Normalmente, dois objetos feitos desses materiais não interagem entre si. Por exemplo, um clipe de papel de ferro Magnetismo 5 Ao dividir ímãs, um par de novos pólos aparecem todas as vezes que cortamos o ímã. Apesar de várias pesquisas, jamais foi detectado um monopolo elementar. Devemos considerar dipolos magnéticos. Magnetismo 6 Campos Magnéticos 7 Perto de um ímã, as linhas do campo magnético apontam do pólo norte e para o pólo sul. Campos Magnéticos 8 Em cada ponto em um diagrama de linha de campo magnético, a magnitude do campo magnético é proporcional à densidade da linha de campo naquele local. Fluxo de carga e magnetismo 9 Um fluxo de partículas carregadas causa um campo magnético. Um fluxo de carga positiva em uma direção produz o mesmo campo magnético que um fluxo igual de carga negativa na direção oposta. Apontar o polegar da mão direita na direção da corrente, seus dedos se curvarão na direção do campo magnético produzido por essa corrente. Fluxo de carga e magnetismo 10 A direção da força magnética exercida por um campo magnético em um fio condutor de corrente é dada pela regra da mão direita.. Fluxo de carga e magnetismo 11 Magnetismo e relatividade 12 Magnetismo e relatividade 13 VE Magnetismo e relatividade 14 Para o observador E, o fio e os íons estão em repouso em relação a ele. O fio não carrega uma carga excedente, e portanto o campo elétrico é nulo fora dele. Magnetismo e relatividade 15 Coloca-se uma carga positiva próximo ao fio. A carga não sofre interação elétrica, pois o campo é nulo fora do fio. No entanto, a carga com veloci- dade v sente a presença de um campo magnético devido ao movimento dos elétrons no fio. A força resultante na carga q é a força magnética que aponta para baixo, como é mostrado na figura. Magnetismo e relatividade 16 As diferentes densidades de carga significam que, embora o fio parece neutro para o observador E, ele não é neutro para o observador M, o que gera uma força elétrica de repulsão na carga externa. Agora a partícula carregada e os elétrons estão em repouso em relação ao referencial M. Os íons se movem para a esquerda e consequentemente, 𝜆ions > 𝜆elétrons. Isto resulta numa força elétrica repulsiva agindo em q. Para o referencial M, a carga q sofre a ação de uma força elétrica repulsiva devido ao excesso de íons. Corrente e magnetismo 17 Corrente e magnetismo 18 Fluxo magnético 19 O zero reflete o fato de que as linhas do campo magnético sempre formam loops. Não há equivalente magnético de uma partícula carregada isolada. Lei de Gauss para o magnetismo. Fluxo magnético 20 Lei de Gauss para o magnetismo. Partículas em movimento em campos elétricos e magnéticos 21 Força de Lorentz: Partículas em movimento em campos elétricos e magnéticos 22 Frequência de cíclotron: Período Partículas em movimento em campos elétricos e magnéticos 23 Velocidade: Movimento circular Constante (força magnética nula) Resultado: Trajetória helicoidal da partícula Passo: Partículas em movimento em campos elétricos e magnéticos 24 • Filtro de velocidades (E, B1) seguido de apenas um campo magnético B2 • Separa as partículas carregadas segundo m/|q| Espectrômetro de massa (separação de isótopos) Filtro de velocidades • Região do espaço com • Equilíbrio entre as duas forças (a partícula não sofre desvio) se: Velocidade das partículas saindo 25 Informações Complementares 26 Aulas gravadas: JA Roversi Youtube (Prof. Roversi) ou UnivespTV e Youtube (Prof. Luiz Marco Brescansin)