Magnitude da força magnética
Objetivos de aprendizagem
Principais resultados
Pontos-chave
- Os campos magnéticos exercem forças sobre as partículas carregadas em movimento.
- A direção da força magnética \ text {F} é perpendicular ao plano formado por \ text {v} e \ text {B} conforme determinado pela regra da mão direita.
- A unidade SI para magnitude da intensidade do campo magnético é chamada de tesla (T), que é equivalente a um Newton por amperímetro. Às vezes, a unidade menor gauss (10-4 T) é usada em vez disso.
- Quando a expressão para a força magnética é combinada com a da força elétrica, a expressão combinada é conhecida como força de Lorentz.
Termos-chave
- Força de Coulomb: a força eletrostática entre duas cargas, conforme descrito pela lei de Coulomb
- campo magnético: uma condição no espaço em torno de um ímã ou corrente elétrica em que há uma força magnética detectável e onde dois pólos magnéticos estão presentes.
- tesla: No Sistema Internacional de Unidades, a unidade derivada de densidade de fluxo magnético ou indutividade magnética . Símbolo: T
Magnitude da força magnética
Como um ímã atrai outro? A resposta depende do fato de que todo magnetismo depende da corrente, do fluxo de carga. Os campos magnéticos exercem forças nas cargas em movimento e, portanto, exercem forças em outros ímãs, todos com cargas em movimento.
A força magnética em uma carga em movimento é uma das mais conhecidas. A força magnética é tão importante quanto a força eletrostática ou Coulomb. No entanto, a força magnética é mais complexa, tanto no número de fatores que a afetam quanto em sua direção, do que a força de Coulomb relativamente simples. A magnitude da força magnética \ text {F} em uma carga \ text {q} movendo-se a uma velocidade \ text {v} em um campo magnético de força \ text {B} é dada por:
\ text {F} = \ text {qvBsin} (\ theta)
\ text {B} = \ frac {\ text {F}} {\ text {qvsin} (\ theta)}
Como sinθ não tem unidade, o tesla é
1 \ text {T} = \ frac {1 \ text {N}} {\ text {C} * \ text {m} / \ text {s}} = \ frac {1 \ text {N}} {\ text {A} * \ text {m}}
Outra unidade menor, chamada gauss (G), onde 1 G = 10−4 T, às vezes é usado. Os ímãs permanentes mais fortes têm campos próximos de 2 T; eletroímãs supercondutores podem atingir 10 T ou mais. O campo magnético da Terra em sua superfície é apenas cerca de 5 × 10−5 T, ou 0,5 G.
A direção da força magnética \ text {F} é perpendicular ao plano formado por \ text {v } e \ text {B} conforme determinado pela regra da mão direita, que é ilustrada na Figura 1. Ela afirma que, para determinar a direção da força magnética em uma carga móvel positiva, você aponta o polegar da mão direita no direção de \ text {v}, os dedos na direção de \ text {B}, e uma perpendicular à palma aponta na direção de \ text {F}. Uma maneira de lembrar isso é que existe uma velocidade e, portanto, o polegar a representa. Existem muitas linhas de campo e, portanto, os dedos as representam. A força está na direção em que você empurraria com a palma da mão. A força em uma carga negativa está exatamente na direção oposta à de uma carga positiva.
Regra da mão direita: os campos magnéticos exercem forças sobre as cargas em movimento. Essa força é uma das mais básicas conhecidas. A direção da força magnética em uma carga em movimento é perpendicular ao plano formado por ve B e segue a regra da mão direita – 1 (RHR-1) como mostrado. A magnitude da força é proporcional a q, v, B e ao seno do ângulo entre ve B.