A atração magnética faz parte de muitas ferramentas presentes no cotidiano. A bússola, as portas de geladeira, os mecanismos de microondas, brincos postiços e outros objetos representam essa realidade. Por isso, os vestibulares cobram o assunto e você deve conhecer o que cai sobre o magnetismo no Enem!
Para facilitar seus estudos, o Estratégia Vestibulares preparou o artigo a seguir, onde você encontra as principais informações e características do assunto: campo e força magnéticos e indução eletromagnética.
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Magnetismo no Enem: Conceitos
O magnetismo está relacionado com a criação de campos, os quais geram atração ou repulsão conforme a interação entre os pólos.
Um ímã é um material que possui dois focos magnéticos opostos e inseparáveis. Eles são nomeados, por convenção, como pólo norte e polo sul. O composto imantável é capaz de atrair elementos como Níquel, Ferro e Cobalto.
Veja, na imagem a seguir, um esquema de ímã:
Interação entre ímãs
Quando dois ou mais ímãs são aproximados, eles podem interagir por repulsão ou por atração. Isso acontece da seguinte forma:
- Polos iguais (norte + norte ou sul + sul): ocorre a repulsão entre os materiais, e ocorre uma força de afastamento;
- Polos diferentes (norte+sul): os objetos se atraem e é gerada uma força de aproximação.
A ilustração abaixo demonstra tal fenômeno.
Principais assuntos sobre Magnetismo no Enem
Agora que você já entende os conceitos básicos sobre o assunto, entenda quais são os mais importantes aspectos de magnetismo no Enem.
Campo magnético
A grandeza campo magnético, representada pela letra B, é determinada pela interação entre o pólo e o pólo sul do ímã e pode ser quantificada pela unidade Tesla (T).
O campo possui o seguinte direcionamento: do norte magnético para o sul magnético.
As linhas que demarcam essa relação são chamadas de linhas de indução. Quanto maior o número de linhas e quanto mais próximas elas estiverem, mais intenso é o vetor campo magnético.
Ao determinar o vetor B, ele aparece perpendicularmente às linhas de campo, conforme mostra a figura seguinte:
Um campo magnético pode ser uniforme, quando as linhas de campo são paralelas e equidistantes. Para isso, é necessário que placas paralelas e opostas se associem, como a imagem abaixo representa:
O planeta Terra também possui um campo magnético, que possui pólos opostos aos pólos geográficos. A extremidade norte magnética é o pólo sul geográfico, ao mesmo tempo, a ponta sul magnética é o pólo norte geográfico. Entenda melhor com o esquema abaixo:
Força magnética
A força magnética resulta da interação entre o campo magnético e as partículas de um material com velocidade que o atravessa.
O valor do vetor força magnética é dependente do valor do campo magnético (B), da quantidade de carga do objeto em movimento (q), da velocidade dessa carga (v) e do ângulo entre essa velocidade e as linhas de campo ( θ). Isso está descrito na seguinte equação:
Fm= |q|.v.B.sen θ
Para determinar a direção e o sentido dessa força, é necessário utilizar a regra da mão esquerda. Nesse caso, você deve:
- abrir a palma da mão com o polegar voltado para cima;
- posicionar o dedo indicador apontando para direita;
- enquanto dedo médio (maior de todos) aponta em direção ao seu peito.
Agora, saiba que:
- o seu polegar indica o vetor força magnética;
- o dedo indicador é o vetor campo magnético;
- o maior dedo representa a velocidade;
- o ângulo entre a velocidade e o campo magnético é a abertura entre o indicador e médio.
Além disso, é importante ressaltar que, quando a carga (q)>0 o sentido e direção da força magnética é igual ao indicado pelo dedão. De maneira oposta, quando q<0, a regra da mão esquerda fornece o sentido oposto de Fm. Compreenda melhor com o esquema a seguir:
Note que:
- Quando θ = 0º ou θ = 180º, o sen θ = 0 e a força magnética é igual a 0 e o movimento da partícula pelo campo magnético é considerado retilíneo e uniforme;
- Se θ = 90º o sen θ = 1 e a fórmula alcançará seu máximo valor, com a equação Fm= |q|.v.B.
Com essa regra em mente, você deve atentar-se para o enunciado da questão e entender o sentido de B e V, assim você pode encontrar o sentido do polegar (Fm).
Indução eletromagnética
A indução eletromagnética acontece quando a variação de campo magnético próximo a um condutor elétrico induz uma força eletromotriz.
Em termos básicos, isso ocorre quando o número de linhas de indução varia em um condutor elétrico e surge uma corrente elétrica.
A fórmula que representa isso varia conforme o tipo de ferramenta condutora utilizada, em uma espira circular, por exemplo, a fórmula será:
B = μ0.i/2.R
Onde μ0 é uma constante de indução eletromagnética, i é a corrente induzida e R é o raio da espira.
Questões sobre Magnetismo no Enem
Enem 2018
A tecnologia de comunicação da etiqueta RFID (chamada de etiqueta inteligente) é usada há anos para rastrear gado, vagões de trem, bagagem aérea e carros nos pedágios. Um modelo mais barato dessas etiquetas pode funcionar sem baterias e é constituído por três componentes: um microprocessador de silício; uma bobina de metal, feita de cobre ou de alumínio, que é enrolada em um padrão circular; e um encapsulador, que é um material de vidro ou polímero envolvendo o microprocessador e a bobina. Na presença de um campo de radiofrequência gerado pelo leitor, a etiqueta transmite sinais. A distância de leitura é determinada pelo tamanho da bobina e pela potência da onda de rádio emitida pelo leitor.
Disponível em: http://eletronicos.hsw.uol.com.br. Acesso em: 27 fev. 2012 (adaptado)
A etiqueta funciona sem pilhas porque o campo
a) elétrico da onda de rádio agita elétrons da bobina.
b) elétrico da onda de rádio cria uma tensão na bobina.
c) magnético da onda de rádio induz corrente na bobina.
d) magnético da onda de rádio aquece os fios da bobina.
e) magnético da onda de rádio diminui a ressonância no interior da bobina.
Conforme visto anteriormente neste artigo, quando um campo magnético é variado nas proximidades de um condutor (como a bobina) é gerada uma corrente elétrica induzida, capaz de fazer a etiqueta funcionar sem a presença de pilhas. Assim, a alternativa correta é a letra C.
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