Trabalho de fisica

O uso do campo eletromagnético é aplicado extensivamente no cotidiano do ser humano, pois praticamente todas as tecnologias na área de eletrônica utilizam direta ou indiretamente os aspectos magnéticos da matéria. Basicamente, o emprego de materiais magnéticos é dividido em três grandes grupos: ímãs permanentes, que criam um campo magnético constante – ímãs de geladeiras; materiais magnéticos permeáveis (ou doces), os quais são magnetizados e desmagnetizados mais facilmente, sendo este tipo capaz de produzir um campo magnético mais intenso, em comparação a um campo gerado por corrente continua, por exemplo; gravação magnética, na qual o processo de indução e a rotação de elétrons em torno de um corpo são utilizados no armazenamento de informações – usado em CD’s e cartões magnéticos, por exemplo. (*).

Nos últimos anos, muitas pesquisas na área de utilização de campo magnético para produção de armamentos bélicos (US Navy Rail Gun Project), conceito em propulsão aeroespacial (EmDrive - NASA), entre outros, foram intensificadas. Entretanto, os conceitos físicos por trás destes artefatos datam dos séculos XVIII-XIX, com o desenvolvimento do eletromagnetismo, iniciado pelo cientista dinamarquês Hans Christian Ørsted.

Ørsted identificou relações entre fenômenos elétricos e magnéticos: cargas elétricas em movimento geram campo magnético, e campo magnético em movimento gera corrente elétrica. Em seguida, em meados do século XIX, o físico escocês James C. Maxwell complementou os estudos do eletromagnetismo, estabelecendo bases teóricas sólidas que relacionavam campo elétrico e magnético, isto é, ondas eletromagnéticas.

Dentre os artefatos capazes de produzir campo eletromagnético, tem-se o solenóide, objeto que, conforme a ??, apresenta um fio enrolado como uma bobina, capaz de produzir, através da passagem de corrente elétrica, campo magnético.

Um solenóide com espiras muito próximas pode ser considerado um conjunto de espiras circulares colocadas lado a lado, cada qual conduzindo a mesma corrente. O campo magnético assim provocado no interior do solenóide é uniforme, segundo a equação 1 [1]:

“||B||= μin/l ”                (1),

sendo μ a permeabilidade magnética do meio no interior do solenóide, i a corrente que percorre a espira, e N/L o número de espiras por unidade de comprimento do solenóide. (**)

        A direção do vetor indução no interior do solenóide é retilínea e paralela ao seu eixo. O sentido é obtido através da regra da mão direta.

[pic 1]

(***)

        Introduzindo um objeto metálico no interior de um solenoide percorrido por corrente, a força gerada pelo campo magnético é dada por:

F=(?????)

Dado que o objeto percorra uma distância d, o trabalho realizado por F é W = Fd.

        Desconsiderando possíveis atritos e conservando a energia, temos que o trabalho gerado por F é o fator que altera a energia cinética T do objeto:

ΔT = Mv²/2 – Mvi²/2 = Fd,

sendo M a massa do objeto e v sua velocidade. Como vi = 0, achamos v = (2Fd/m)1/2 (1).

Considerando que, após percorrer a distância d, o objeto metálico choca-se com uma esfera de massa m, conserva-se a quantidade de movimento durante a colisão e calcula-se a velocidade da esfera após a colisão.

Para isso, algumas considerações são feitas: