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 – rezina produzida pelas árvores) de atrais outros quando atritados. Ele notou que quando o âmbar é atritado, ele adquire eletricidade.

Já a primeira aplicação prática do magnetismo foi encontrada pelos chineses: a bússola, que 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 Oesterd. Ele descobriu que fenômenos elétricos e magnéticos estão inter-relacionados. De acordo com essa teoria, denominada eletromagnetismo, cargas elétricas em movimento geram 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 de então 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 um campo magnético gerar 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. O versório e um instrumento que normalmente consiste de duas partes: um membro vertical, que age como um suporte fixo em relação a Terra, e um membro horizontal capaz de girar livremente sobre o eixo vertical definido pelo suporte. Ele e similar a uma bússola magnética em sua construção, exceto pelo fato do membro horizontal não ser magnetizado. Conceitualmente, a habilidade do membro horizontal poder girar livremente significa que este instrumento e 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 Elizabete I da Inglaterra, notou que essa característica do âmbar era semelhante a 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.

• Faça o experimento em sala de aula

Este é um versório feito a partir de materiais do nosso cotidiano. Utilizamos uma tira de lata de refrigerante, onde ela é dobrada e equilibrada 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.

Atrite um lado do canudo com papel higiênico.

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 atritado. Em outras palavras, são materiais eletrizáveis.

Atrite um lado do canudo com papel higiênico, e você poderá perceber que ele será atraído pelo próprio dedo. Agora, quando atritamos outro canudo e aproximamos do lado atritado, o mesmo é repelido.

• Mostre como e porque um material pode repelir outro

Ao atritarmos outro canudo com papel higiênico e aproximamos do lado atritado do versório, podemos 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, podemos 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 atritar um pedaço de isopor com papel higiênico e aproximar do canudo, percebemos que o mesmo é atraído pelo isopor. Porém ao atritar o pedaço de isopor com um saco plástico e aproximar do canudo, percebemos 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.

Questões

• Qual a distinção entre eletricidade e magnetismo?
  • MAGNETISMO é a denominação associada ao fenômeno ou conjunto de fenômenos naturais relacionados à atração ou repulsão observada entre determinados objetos.

ELETRICIDADE é um fenômeno físico originado por cargas elétricas estáticas ou em movimento, e por sua interação. Quando uma carga se encontra em repouso, produz forças sobre outras situadas à sua volta. Se a carga se desloca, produz também campos magnéticos.

• O que e um material eletrizável?
  • Um material eletrizável é aquele que é capaz de adquirir eletricidade quando atritado.

• Como funciona a Ressonância Magnética?
  • A Ressonância Magnética é um dos métodos de imagem mais sofisticados e completos hoje disponíveis. O aparelho que adquire as imagens é chamado de magneto, possui a forma de um grande cubo com uma abertura, por onde o paciente entra deitado. Dentro do aparelho existe um campo magnético muito potente, como se fosse um grande ímã, onde as moléculas de hidrogênio que compõe nosso corpo ficam alinhadas com o campo magnético. O aparelho emite ondas de rádio semelhantes as ondas de rádio FM, porém no caso da Ressonância Magnética, o paciente ouve essas ondas como um ruído durante o exame. O aparelho de ressonância percorre cada ponto do corpo do paciente, construindo um mapa em 2-D ou 3-D dos tipos de tecido.

• Como se chama o estudo dos corpos eletrizados?
  • R:

• O que é carregar por contato e carregar por indução?
  • R:

Exemplo

• Pode se basear no vídeo:
  • https://www.youtube.com/watch?v=8280ny6VzXk