Versorio

Conceitos

• Magnetismo é a denominação dada aos estudos dos fenômenos relacionados com as propriedades dos ímãs.

• Os primeiros estudos realizados nessa área foram feitos por Tales de Mileto, que observou a capacidade de alguns objetos (no caso o âmbar – resina produzida pelas árvores) de atrair outros quando atritados. Ele notou que quando o âmbar é atritado, ele adquire eletricidade.

• A primeira aplicação prática do magnetismo, a bússola, foi inventada pelos chineses. Ela se baseia na interação do campo magnético de um ímã (a agulha da bússola) com o campo magnético terrestre.

• Os estudos sobre o magnetismo somente ganharam força, quando alguns trabalhos e observações foram feitos sobre a eletricidade e o magnetismo, que ainda eram considerados fenômenos completamente distintos.

• A grande revolução nos estudos do magnetismo foi feita por Oersted. Ele descobriu que fenômenos elétricos e magnéticos estão interrelacionados. De acordo com essa teoria, denominada eletromagnetismo, cargas elétricas em movimento criam, numa região do espaço próximo a ela, um campo magnético, e campo magnético em movimento gera corrente elétrica.

• Esses estudos foram finalizados por Maxwell que estabeleceu bases teóricas sólidas sobre a relação entre o campo elétrico e o magnético, ou seja, as ondas eletromagnéticas.

• Foi a partir disso que se tornaram possíveis a invenção e o aperfeiçoamento de diversos instrumentos que estão presentes no nosso cotidiano, como o motor elétrico, cartões magnéticos, a produção de energia nas usinas hidrelétricas, ondas de rádio e televisão, aparelhos de telecomunicação etc.

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• Quando Oersted mostrou, através de experimentos, que uma corrente elétrica gera um campo magnético à sua volta, muitos físicos da época começaram a pensar no modo contrário, isto é, começaram a imaginar se um campo magnético poderia gerar uma corrente elétrica. A questão era saber como isso poderia ser feito, foi então que Faraday conseguiu provar que o inverso acontecia, isto é, Faraday provou que era possível que um campo magnético gerasse uma corrente elétrica.

• Na época, acreditava-se que a corrente elétrica era um fluido e para conseguir explicar corretamente que um campo magnético gera uma corrente, Faraday teve que partir do princípio que algum tipo de movimento ou variação do campo magnético poderia provocar o movimento desse fluido. A partir desta hipótese Faraday descobriu a indução eletromagnética.

• A situação da figura acima mostra o fator determinante na geração da corrente elétrica: a variação do número de linhas de campo magnético que atravessa a espira, ou seja, a variação do fluxo magnético através da espira.

• Portanto, podemos dizer que com uma simples movimentação de um ímã próximo a uma espira, isto é, a um circuito elétrico fechado, é possível produzir corrente elétrica. A produção de corrente elétrica por campos magnéticos recebeu o nome de indução eletromagnética e a corrente gerada por meio desse processo é chamada de corrente induzida.

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• Chama-se Campo Elétrico o campo estabelecido em todos os pontos do espaço sob a influência de uma carga geradora de intensidade Q, de forma que qualquer carga de prova de intensidade q fica sujeita a uma força de interação (atração ou repulsão) exercida por Q.

• O campo elétrico é definido como um vetor com mesma direção do vetor da força de interação entre a carga geradora Q.

• Um campo elétrico é o campo de força provocado pela ação de cargas elétricas, (elétrons, prótons ou íons) ou por sistemas delas. Cargas elétricas colocadas num campo elétrico estão sujeitas à ação de forças elétricas, de atração e repulsão.

• A fórmula usada para se calcular a intensidade do vetor campo elétrico (E) é dada pela relação entre a força elétrica (F) e a carga de prova (q):

Versório

• O que significa versório?
  • O termo versório vem de uma palavra latina, versorium, que tem o significado de instrumento girador ou aparato girante e é um instrumento que normalmente consiste de duas partes: um base vertical, que age como um suporte fixo em relação a Terra, e uma haste horizontal capaz de girar livremente sobre o eixo vertical definido pelo suporte.
  • Ele é similar a uma bússola magnética em sua construção, exceto pelo fato da haste horizontal não ser magnetizada. Conceitualmente, a habilidade da haste horizontal poder girar livremente significa que este instrumento é muito sensível a torques externos muito pequenos.

]** Portanto, pode ser usado para detectar estes torques da mesma forma como uma bússola detecta o torque magnético exercido pela Terra.

• Quem propôs?
  • Por muitos anos acreditou-se que o âmbar era o único material que adquiria a capacidade de atrair outros ou ser atritado porém William Gilbert, médico da rainha Elizabeth I da Inglaterra, notou que essa característica do âmbar era semelhante à do ímã, portanto resolveu construir um aparelho com os mesmos princípios da bússola e batizou esse instrumento de versório.
  • A gravura original de Gilbert representando seu versorio está apresentada a seguir.

• Experimento:
  • Este é um versório feito a partir de materiais do nosso cotidiano. Utilizamos um canudo dobrado e equilibrado em um alfinete, que por sua vez está espetado em uma rolha.
  • Este alfinete deve ser cortado antes e sua ponta deve estar para fora da rolha.
  • É importante saber que esse alfinete não seja feito de material magnético, de forma a ser atraído por um ímã.
  • Com esse simples aparelho, Gilbert foi capaz de descobrir outros materiais que se comportam como o âmbar, isto é, são capazes de adquirir eletricidade quando atritados. Em outras palavras, são materiais eletrizáveis.

• Atividade:
  • Atrite um lado do canudo com papel higiênico, e poderá se perceber que ele será atraído pelo próprio dedo.
  • Após isso, se atritarmos outro canudo e aproximarmos do lado atritado, o mesmo é repelido.

• Como e porque um material pode repelir outro?
  • Ao atritarmos outro canudo com papel higiênico e aproximarmos do lado atritado do versório, pode-se perceber que o mesmo é repelido.
  • Isto significa que corpos carregados eletricamente podem repelir outro corpo carregado com cargas elétricas iguais.

• Ou como pode atrair outro?
  • Ao aproximarmos o dedo do lado atritado do versório, pode-se perceber que o mesmo é atraído.
  • Isto significa que corpos carregados eletricamente podem atrair um corpo neutro.

• Ou ainda como pode atrair e depois repelir?
  • Ao se atritar um pedaço de isopor com papel higiênico e aproximá-lo do canudo, percebe-se que o mesmo é atraído pelo isopor.
  • Porém ao se atritar o pedaço de isopor com um saco plástico e aproximá-lo do canudo, percebe-se que o mesmo é repelido pelo isopor.
  • Quando dois materiais se repelem é porque adquiriram cargas elétricas iguais, e quando se atraem é porque adquiriram cargas elétricas opostas.
  • Assim, dizemos que se dois materiais tiverem cargas de mesmo sinal, se repelem, e se tiverem cagas de sinais opostos, se atraem.

Exemplo

• Vídeo demonstração:
  • https://www.youtube.com/watch?v=8280ny6VzXk

Questões

• Qual a distinção entre eletricidade e magnetismo?

• O que e um material eletrizável?

• Como funciona a Ressonância Magnética?

• Como se chama o estudo dos corpos eletrizados?