Magnetismo para o Enem

O magnetismo possui inúmeras aplicações tecnológicas que estão presentes em nosso cotidiano, por isso, esse conteúdo é muito importante para quem vai fazer o Enem.

Existem muitos fenômenos e tecnologias envolvendo o magnetismo que podem ser cobrados no Enem

O Magnetismo é o ramo da Física que estuda os efeitos e a produção de campos magnéticos. Esse assunto torna-se de extrema importância para a realização da prova de Ciências da Natureza do Enem por existirem muitas aplicações cotidianas de fenômenos que envolvem o magnetismo, como bússolas, televisões de tubo, cartões magnéticos, microfones, captadores de instrumentos musicais, alto-falantes, discos rígidos de computadores etc.

Campo magnético

O campo magnético pode ser entendido como as perturbações geradas ao redor de um ímã que proporcionam atração e até repulsão de materiais. As linhas do campo magnético de um ímã são orientadas do polo norte para o polo sul. A figura a seguir mostra a configuração das linhas de campo magnético. Para polos magnéticos iguais, sempre haverá repulsão magnética e, para a união de polos diferentes, sempre haverá atração magnética.

O planeta Terra é um ímã gigante que possui seu polo norte magnético invertido em relação ao polo norte geográfico. O polo norte do ímã de uma bússola aponta para o polo norte geográfico da Terra, que é o polo sul magnético do planeta.

A imagem indica os polos magnéticos da Terra

Norte geográfico = Sul magnético

Sul geográfico = Norte magnético

Hans Oersted foi um físico dinamarquês que mostrou que cargas elétricas em movimento podem gerar campos magnéticos. A descoberta de Oersted mostrou que o magnetismo e a eletricidade não são fenômenos distintos, mas que um pode gerar o outro. A partir dessa descoberta, iniciaram-se os estudos do eletromagnetismo.

A figura acima mostra uma bússola sofrendo deflexões por causa dos campos magnéticos gerados pela passagem das correntes elétricas nos fios retilíneos.

Força magnética

Quando uma partícula eletricamente carregada movimenta-se sobre uma região de campo magnético, surgirá sobre ela a ação de uma força denominada de força magnética. Os vetores velocidade da partícula, campo magnético e força magnética são perpendiculares entre si.

Indução eletromagnética

Na indução eletromagnética, as possíveis formas de geração de eletricidade por meio do magnetismo são estudadas. A geração de energia elétrica nas hidrelétricas e os motores elétricos são tecnologias que funcionam por meio da aplicação da indução eletromagnética.

Exercícios

Questão 01 – (ENEM) O funcionamento dos geradores de usinas elétricas baseia-se no fenômeno da indução eletromagnética, descoberto por Michael Faraday no século XIX. Pode-se observar esse fenômeno ao se movimentar um ímã e uma espira em sentidos opostos com módulo da velocidade igual a v, induzindo uma corrente elétrica de intensidade i, como ilustrado na figura.

A fim de se obter uma corrente com o mesmo sentido da apresentada na figura, utilizando os mesmos materiais, outra possibilidade é mover a espira para a

a) esquerda e o ímã para a direita com polaridade invertida.

b) direita e o ímã para a esquerda com polaridade invertida.

c) esquerda e o ímã para a esquerda com mesma polaridade.

d) direita e manter o ímã em repouso com polaridade invertida.

e) esquerda e manter o ímã em repouso com mesma polaridade.

RESPOSTA: LETRA “A”

A lei de Lenz diz que a corrente induzida em uma espira opõe-se à variação do campo magnético que a criou. Da forma como o movimento ocorre na imagem, há uma diminuição do campo magnético dentro da espira, sendo assim, a corrente é gerada para a direita a fim de aumentar o campo nesse sentido. A única alternativa que obedece à lei de Lenz é a letra A, pois a corrente criada teria que ser para a direita a fim de diminuir o campo magnético que estaria aumentado para o mesmo sentido.

Questão 02 – (ENEM) Desenvolve-se um dispositivo para abrir automaticamente uma porta no qual um botão, quando acionado, faz com que uma corrente elétrica i = 6A percorra uma barra condutora de comprimento L = 5cm, cujo ponto médio está preso a uma mola de constante elástica k = 5 x 10^–2N/cm. O sistema mola-condutor está imerso em um campo magnético uniforme perpendicular ao plano. Quando acionado o botão, a barra sairá da posição do equilíbrio a uma velocidade média de 5m/s e atingirá a catraca em 6 milisegundos, abrindo a porta.

A intensidade do campo magnético, para que o dispositivo funcione corretamente, é de

a) 5 x 10^–1T.

b) 5 x 10^–2T.

c) 5 x 10¹T.

d) 2 x 10^–2T.

e) 2 x 10⁰T.

RESPOSTA: LETRA “A”

Em primeiro lugar, devemos determinar a distância de O até C percorrida pela catraca, pois essa distância corresponde à deformação sofrida pela mola:

v = x ÷ t

x = v . t

x = 5 . 6^{. 10 – 3}

x = 30 . 10^{– 3}