Post on 31-Oct-2020
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MAGNETISMO
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Fenômenos magnéticosCO
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ÍmãsOs ímas podem ser naturais (magnetita Fe3O4) ou artificiais.
1 Fenômenos magnéticos
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Polos do ímã
1 Fenômenos magnéticos
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ATRAÇÃO E REPULSÃO
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INSEPARABILIDADE DOS POLOS
1 Fenômenos magnéticos
NÃO EXISTE O MONOPOLO MAGNÉTICO
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MAGNETISMO TERRESTRE
1 Fenômenos magnéticos
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Magnetismo na natureza
Ferro magnéticos ( Fe, Ni , Co etc)
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Magnetização
1 Fenômenos magnéticos
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Paramagnéticos( Al, Cr , Pt etc)
Atração MUITO fraca
Diamagnéticos( Au, Ag , Hg etc)
Repulsão MUITO fraca
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Cartões com tarja magnética
A tarja magnética é uma fita de material plástico sobre a qual é depositada uma camada de material ferromagnético. Alinhando-se as sequências de ímãs elementares desse material, segundo um código preestabelecido, é possível armazenar informações.
2 Campo gerado por corrente elétrica
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Vetor indução magnética ( linhas de indução )
No espaço ao redor de um ímã se estabelece um campo magnético, que pode ser representado por meio de linhas de campo magnético (linhas de indução).
1 Fenômenos magnéticos
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Vetor indução magnética
O campo magnético é caracterizado pelo vetor indução magnética. No SI, a intensidade desse vetor é medida em teslas (T).
1 Fenômenos magnéticos
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O vetor indução magnética é sempre tangente as linhas de indução.
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Já sabe responder?
É possível fazer a agulha da bússola não apontar para o norte?
2 Campo gerado por corrente elétrica
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Campo gerado por corrente elétrica
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A corrente elétrica produz campo magnético
O movimento de carga elétrica origina um campo magnético. Em um fio o campo surge em volta do fio.
2 Campo gerado por corrente elétrica
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Campo magnético criado por corrente em um condutor retilíneo
Regra da mão direita no 1 ou regra de Ampére:
2 Campo gerado por corrente elétrica
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Representação de vetores no espaço
2 Campo gerado por corrente elétrica
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Campo magnético criado por corrente em um condutor retilíneoAs linhas de campo produzidas pela corrente que passapor um condutor retilíneo são circunferências concêntricasao fio que se dispõem em um plano perpendicular ao eixo.
2 Campo gerado por corrente elétrica
SC
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Campo magnético criado por corrente em um condutor retilíneoA intensidade do campo magnético B em um ponto P à distância d de um condutor retilíneo extenso (comprimento infinito) é dada por:*Lei de Biot-Savart*Lei de Ampere
2 Campo gerado por corrente elétrica
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PERMEABILIDADE MAGNÉTICA DO MEIO
2 Campo gerado por corrente elétrica
No vácuo
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Campo magnético criado por corrente em umcondutor circular (espira)Módulo do vetor B no centro O de uma espira de raio R, percorrida por uma corrente elétrica i:
Um conjunto de n espiras circulares chama-se bobina chata. na bobina, a intensidade do campo magnético é dada por:
2 Campo gerado por corrente elétrica
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Campo magnético criado por corrente em umcondutor circular (espira)
2 Campo gerado por corrente elétrica
REP
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Campo magnético criado por corrente no interior de um solenoide
Intensidade do vetor indução magnética em um enrolamento de N espiras, constituindo um solenoide de comprimento l, percorrido por uma corrente elétrica i:
2 Campo gerado por corrente elétrica
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Campo magnético criado por corrente no interior de um solenoide
2 Campo gerado por corrente elétrica
REP
RO
DU
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O
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A corrente elétrica produz campo magnético
Os eletroímãs são ímãs temporários de magnetização induzida pela passagem da corrente elétrica.
2 Campo gerado por corrente elétrica
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Força magnética sobre condutor retilíneo percorrido por corrente elétricaConsiderando-se que a corrente elétrica atua em todo o condutor retílineo, a força magnética sobre o condutor será:
O ângulo α forma-se entre a direção da corrente elétrica i e a direção do vetor B.
4 Força magnética sobre um condutor retilíneo
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Força magnética entre condutores paralelos
Dois condutores retos e paralelos se atraem quando são percorridos por correntes de mesmo sentido, e se repelem quando são percorridos por correntes de sentido oposto. A força de atração ou repulsão entre eles é dada por:
4 Força magnética sobre um condutor retilíneo
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Força magnética sobre cargas elétricas em campo magnético uniforme
Módulo da força magnética:
Regra da mão direita no 2:
3 Força magnética sobre cargas elétricas em campo magnético uniforme
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Carga elétrica em campo magnético uniforme
1o caso: partícula lançada com velocidade v paralela às linhas de indução do campo magnético.
3 Força magnética sobre cargas elétricas em campo magnético uniforme
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Carga elétrica em campo magnético uniforme
2o caso: partícula eletrizada lançada com velocidade v, perpendicular às linhas de indução do campo magnético.
3 Força magnética sobre cargas elétricas em campo magnético uniforme
SC
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Carga elétrica em campo magnético uniforme
3o caso: partícula lançada obliquamente às linhas de campo.
3 Força magnética sobre cargas elétricas em campo magnético uniforme
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Força magnética
Carga elétrica pontual em repouso gera campo elétrico e não gera campo magnético.
Carga elétrica pontual em repouso sofre ação do campo elétrico, mas não sofre ação magnética.
Carga elétrica pontual em movimento gera campo elétrico e magnético.
Carga elétrica pontual em movimento sofre ação do campo elétrico e do campo magnético, expressa por uma força elétrica e outra magnética.
3 Força magnética sobre cargas elétricas em campo magnético uniforme
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Força magnética sobre cargas elétricas em campo magnético uniforme
Sofre a ação de uma força magnética Fm, perpendicular à direção do vetor v.
O trabalho da força magnética será sempre nulo, pois a força e o deslocamento formam um ângulo de 90°.
A força magnética não modifica a energia cinética da partícula.
Os movimentos das cargas nesse tipo de campo são todos uniformes, pois a velocidade não varia.
Carga elétrica com velocidade v sob a ação exclusiva de um campo magnético uniforme:
3 Força magnética sobre cargas elétricas em campo magnético uniforme
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INDUÇÃO ELETROMAGNÉTICA
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Uma corrente induzida surgirá em umaespira condutora fechada com umsentido tal que ela se oporá à variaçãodo campo magnético que a produziu.
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LEI DE LENZhttps://youtu.be/99NSwEWlkXo
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Aplicação da força magnética
Seletor de velocidadesSeleciona partículas com a mesma velocidade inicial, a partir de um feixe de partículas de mesma carga, lançadas em uma região de campo magnético.
3 Força magnética sobre cargas elétricas em campo magnético uniforme
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Aplicação da força magnética
Espectrógrafo ou espectrômetro de massaDetermina a massa de íons por meio de seu movimento em uma região de campo magnético.
3 Força magnética sobre cargas elétricas em campo magnético uniforme
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Aplicação da força magnética
Maglevs: transporte por levitação magnéticaOs trens ultrarrápidos movem-se por meio de um sistema de ímãs supercondutores que fazem o veículo “levitar” em uma espécie de canaleta de concreto.
3 Força magnética sobre cargas elétricas em campo magnético uniforme
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Força magnética sobre cargas elétricas em campo magnético uniforme
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Já sabe responder?
Como uma esfera pode levitar?
3 Força magnética sobre cargas elétricas em campo magnético uniforme
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Força magnética sobre condutor retilíneo percorrido por corrente elétrica
Se um dos portadores de carga que constitui a corrente tem carga q e se desloca no interior do condutor com velocidade v, ele estará sujeito a uma força magnética:
4 Força magnética sobre um condutor retilíneo
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Força magnética entre condutores paralelos
Um motor elétrico de corrente contínua funciona devida à rotação de uma espira percorrida por corrente elétrica e imersa em um campo magnético.
4 Força magnética sobre um condutor retilíneo
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Já sabe responder?
Em um automóvel, os fios dos faróis atraem os fios do rádio?
4 Força magnética sobre um condutor retilíneo
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Navegando no módulo
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X SAIRNavegando no módulo
X SAIRNavegando no módulo
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SEQUÊNCIA DIDÁTICA
Adaptação e consultoria: Professora Érica Souza MiguelRevisão: Lara Milani (coord.), Adriana B. dos Santos, Alexandre Sansone, Amanda Ramos, Anderson Félix, André Annes Araujo, Aparecida Maffei, David Medeiros, Greice Furini, Maria Fernanda Neves, Renata Tavares Diagramação: Adailton Brito de Souza, Gustavo Sanches, Keila Grandis, Marlene Moreno, Valdei Prazeres, Vicente Valenti
VÍDEOS
Palavra do AutorProdução: Estúdio Moderna ProduçõesEdição: 3D LOGIC
MULTIMÍDIAConsultoria: Professor Sidney BorgesEdição: Daniela Silva, Luciana Scuarcialupi, Raphael PradoProgramação: Andréa Bonette Ferrari Revisão técnica: Professor Marcelo de Hollanda Wolff Produção: Cricket DesignLocução: Núcleo de Criação
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GRUPO SANTILLANARua Padre Adelino, 758 – BelenzinhoSão Paulo-SP – Brasil – CEP 03303-904Vendas e Atendimento: Tel.: (11) 2790-1500Fax: (11) 2790-1501www.sistemauno.com.br FIM
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FÍSICA M.22MAGNETISMO
X SAIRENEM – FÍSICA M.22
1 A figura abaixo pode representar qualquer um dos campos com os quais convivemos, e pela figura apresentada, nessa região esse campo é uniforme.Pode representar o campo gravitacional tal como o terrestre; pode representar um campo elétrico; pode representar um campo magnético. Se uma partícula de massa m, carga negativa e velocidade , é lançada no interior deste campo, é verdadeiro dizer:
v
X SAIR
a) Se esse campo é gravitacional, a partícula desenvolverá um movimento retilíneo e uniforme para cima e depois um movimento retilíneo uniformemente acelerado para baixo, se pudermos desprezar a existência de forças dissipativas.b) Se esse campo é um campo elétrico exclusivamente, a partícula desenvolverá um movimento retilíneo uniformememnte retardado, ao longo da linha de campo, se pudermos desprezar a existência de forças dissipativas.c) Se esse campo for uma ação exclusivamente magnética, a partícula desenvolverá um movimento retilíneo e uniforme ao longo da linha de campo, se pudermos desprezar a existência de forças dissipativas.d) Se esse campo for o resultante da soma entre os vetores campo elétrico e campo magnético, a partícula desenvolverá um movimento elipsoide, para cima e para a esquerda, ou um movimento elipsoide para cima e ao mesmo tempo para dentro do plano, tudo isso se pudermos desprezar a existência de forças dissipativas.e) Se esse representar a soma dos vetores campo elétrico e campo gravitacional terrestre, a partícula desenvolverá um movimento retardado para cima, retardado para baixo, ou até permanecer em repouso, tudo isso se pudermos desprezar a existência de forças dissipativas.
ENEM – FÍSICA M.22
X SAIRENEM – FÍSICA M.22
RESPOSTA: C
a) Incorreta. A partícula desenvolveria um movimento retilíneo uniformemente retardado para cima e depois cairia em queda livre.b) Incorreta. Cargas negativas tendem a se deslocar na mesma direção e sentido contrário ao do campo elétrico. Nesse caso o movimento seria, livre de forças dissipativas, um movimento retilíneo uniformemente acelerado.c) Correta. Em um campo magnético, a força magnética depende do ângulo do vetor velocidade como o vetor campo magnético, então como este ângulo é nulo, a força magnética seria nula, e portanto o movimento será retilíneo e uniforme, desprezadas, é claro, ações dissipativas: . d) Incorreta. Não podemos somar vetores de naturezas diferentes. e) Incorreta. Não podemos somar vetores de naturezas diferentes.
Da mesma forma que escalarmente não podemos somar grandezas de unidades diferentes, aqui na soma vetorial, também não o podemos.
F = B . q .v . sen θ
X SAIR
2 Um mágico pediu a um físico que o ajudasse a bolar uma mágica na qual um recipiente cheio de papel pintado com luz fluorescente pudesse ser tampado para cima a partir do centro de seu palco, no exato momento em que estivesse sob o canhão de luz, sem, é claro, o concurso de sua ação ou presença.O físico disse que ele poderia manter uma espira circular fixa de plano vertical sob luz do canhão no centro do palco e um balde ou similar, bastante leve. Este seria impulsionado por um fio invísivel pelo mágico a partir do canto do palco sob velocidade v. Dessa forma, tendo o recipente uma carga de determinado sinal, defronte à espira com corrente de movimento de determinado sentido ao longo de sua circunferência, o recipiente eletrizado deveria ser impulsionado, agora para cima, jogando o papel para cima sob as luzes e assim se concretizando a mágica. Simples, mas, se benfeito, eficaz.
ENEM – FÍSICA M.22
Fio
A B
Recipiente
X SAIR
Para que a “mágica” dê resultado:a) Será necessário que a corrente na espira entre em A e saia por B, de forma a ter um movimento anti-horário, e a carga do recipente seja positiva. Dessa forma, há um campo magnético saindo do plano da espira que dará um “tapa” no recipiente para cima.b) Será necessário que a corrente entre por B e saia por A, perfazendo um sentido horário defronte à plateia. Dessa forma, tendo o recipiente carga negativa, seria impulsionado à maneira de um “tapa” para cima.c) Será necessário que o recipiente desenvolva, por movimento, um campo magnético e diante da espira faça uma ação de repulsão à espira que deve ter sentido anti-horário em sua corrente ao longo da circunferência. O recipiente deve ter cargas em movimento, não importando o sinal. A espira deverá ter carga positiva.d) Será necessário que a espira desenvolva um campo elétrico entre A e B, de tal forma que as cargas elétricas negativas do recipiente sejam impulsionadas para cima, se o campo for de B para A.e) São necessários dois campos elétricos. O da espira deve ser de B para A, e portanto a corrente deverá ser de B para A. O recipiente tendo carga positiva será repelido para frente e para o alto, despejando o papel fluorescente.
ENEM – FÍSICA M.22
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RESPOSTA: A
A letra b não é correta porque se o campo entra no plano da espira e a carga é negativa, o recipiente seria tampado para baixo por ação da força magnética e talvez não jogasse o papel de forma que a plateia pudesse observar.A letra c fala de um processo que dificilmente ocorreria, qual seja, se o recipiente é carga em movimento, tem naturalmente um campo magnético a ele associado. Mas esse campo interage com o campo gerado na espira através da força magnética que vai agir sob o recipiente, já que a espira é fixa. A repulsão entre os campos somente aconteceria se norte contra norte ou sul contra sul ocorresse, mas antes disso o balde seria defletido de alguma forma e isso a afirmação não especifica.Na letra d, a afirmação não observa que o campo elétrico é interno à espira e portanto não tem ação no exterior, a não ser magnética, o que a opção não especifica.A letra e também incorre no mesmo erro da letra d.
ENEM – FÍSICA M.22
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(Reprodução de questão-modelo elaborada pelo Inep)
3 A nanotecnologia está ligada à manipulação da matéria em escala nanométrica, ou seja, uma escala tão pequena quanto a de um bilionésimo do metro. Quando aplicada às ciências da vida, recebe o nome de nanobiotecnologia. No fantástico mundo da nanobiotecnologia, será possível a invenção de dispositivos ultrapequenos que, usando conhecimentos da biologia e da engenharia, permitirão examinar, manipular ou imitar os sistemas biológicos.
LACAVA, Z.; MORAIS, P. Nanobiotecnologia e saúde. Com Ciência. Reportagens.Nanociência & Nanotecnologia. Disponível em: <http://www.comciencia.br/reportagens/
nanotecnologia/nano15.htm>. Acesso em: 4 maio 2009.
Como exemplo da utilização dessa tecnologia na medicina, pode-se citar a utilização de nanopartículas magnéticas (nanoímãs) em terapias contra o câncer. Considerando-se que o campo magnético não age diretamente sobre os tecidos, o uso dessa tecnologia em relação às terapias convencionais é:
a) de eficácia duvidosa, já que não é possível manipular nanopartículas para serem usadas na medicina com a tecnologia atual.b) vantajoso, uma vez que o campo magnético gerado por essas partículas apresenta propriedades terapêuticas associadas ao desaparecimento do câncer.
ENEM – FÍSICA M.22
X SAIR
c) desvantajoso, devido à radioatividade gerada pela movimentação de partículas magnéticas, o que, em organismos vivos, poderia causar o aparecimento de tumores.d) desvantajoso, porque o magnetismo está associado ao aparecimento de alguns tipos de câncer no organismo feminino como, por exemplo, o câncer de mama e o de colo de útero.e) vantajoso, pois se os nanoímãs forem ligados a drogas quimioterápicas, permitem que estas sejam fixadas diretamente em um tumor por meio de um campo magnético externo, diminuindo-se a chance de que áreas saudáveis sejam afetadas.
RESPOSTA: E
ENEM – FÍSICA M.22
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QUESTÕES ENEM
Elaboração: José Roberto Abramo
Revisão técnica: Rodrigo Liegel
Revisão: Lara Milani (coord.), Alexandre Sansone, André Annes Araujo, Débora Baroudi, Fabio Pagotto, Flávia Yacubian, Greice Furini, Luiza Delamare, Maria Fernanda Neves, Renata Tavares, Valéria C. Borsanelli
Diagramação: Adailton Brito de Souza, Gustavo Sanches, Keila Grandis, Marlene Moreno, Valdei Prazeres, Vicente Valenti
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