UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS - UFAL
INSTITUTO DE F´ISICA - IF
DISCIPLINA: F´ısica Experimental 3 PROFESSOR: Wandearley Dias
7 - Magnetismo
Experimento 1
Objetivo
• Estudar se objetos de materiais distintos s˜ao atra´ıdos por um ´ım˜a e comprovar se os
extremos de um ´ım˜a atuam da mesma forma sobre os objetos estudados.
Material Utilizado
Material Quantidade
´Im˜a cil´ındrico; 1
Conjunto de hastes com 50 mm de comprimento 1 (condutores e n˜ao condutores);
Placa de policarbonato; 1
Objetos do seu material escolar; 3
Procedimento Experimental
- Escolha trˆes objetos do seu material escolar que vocˆe queira comprovar se s˜ao ou n˜ao atra´ıdos por um ´ım˜a. Anote esses objetos nas trˆes ´ultimas linhas da tabela 1.
Tabela 1: Resultado da comprova¸c˜ao de materiais que s˜ao atra´ıdos por ´ım˜as.
Objeto Atra¸c˜ao do Atra¸c˜ao do
extremo vermelho extremo verde
Placa de Policarbonato Hastes de Pl´astico
Haste de Vidro Haste de Grafite (carbono)
Haste de Ferro Haste de Alum´ınio
- Encoste sucessivamente os objetos listados na tabela 1 com o extremo vermelho do ´ım˜a e observe se os objetos s˜ao atra´ıdos ou n˜ao. Anote SIM ou N ˜AO nas linhas da tabela 1 referentes a cada material. Repetir o procedimento para o extremo verde do ´ım˜a.
Experimento 2
Objetivo
• Estudar rela¸c˜ao entre os p´olos de ´ım˜as e o campo magn´etico terrestre. • Estudar a intera¸c˜ao entre p´olos de ´ımas.
Material Utilizado
Material Quantidade
Fio fino de algod˜ao; 1
B´ussola; 1
´Im˜a reto; 2
Procedimento Experimental
- Utilizando a b´ussola, descubra a orienta¸cao do Norte geogr´afico; - Amarre o ´ım˜a ao meio por um fio fino de algod˜ao;
- Levante o sistema e espere que ele pare de girar. Ap´os a oscila¸c˜ao o ´ım˜a ir´a parar numa determinada posi¸c˜ao;
- Sabendo a posi¸c˜ao do Norte geogr´afico, observe qual extremidade do ´ım˜a est´a apontando nessa dire¸c˜ao. Com isso, um dos p´olos do ´ım˜a ser´a o p´olo Norte.
- Identifique os p´olos do im˜a com aux´ılio de um l´apis;
- Aproxime o Norte do ´ım˜a ao Norte da b´ussola. Observe o que acontece e anote.
- Aproxime alternadamente os extremo Norte e Sul do ´ım˜a `a b´ussola. Observe sua agulha; - Com aux´ılio somente da b´ussola, determine o p´olo Norte do outro ´ım˜a. Identifique-o com um l´apis;
- Utilizando os dois ´ım˜as retos, aproxime-os pelos p´olos norte-norte, norte-sul, sul-sul; - Apague a marca¸c˜ao dos ´ım˜as.
Experimento 3
Objetivo
Material Utilizado
Material Quantidade
Conjunto de hastes com 50 mm de comprimento 1 (condutores e n˜ao condutores);
Placa de policarbonato; 1
Im˜a reto; 1
Moeda; 1
Clipe; 1
Folha de papel ou cart˜ao; 1
B´ussola 1
Procedimento Experimental
- Coloque a moeda sobre a mesa e aproxime um ´ım˜a, lentamente, por cima da moeda. Observe o que ocorre com a moeda;
- Repita o item anterior utiliando o clipe e a haste de ferro;
- Com a b´ussola disposta sobre a mesa, mova o ´ım˜a reto ao redor da b´ussola, mantendo uma distˆancia de v´arios cent´ımetros entre os mesmos. Observe que as for¸cas magn´eticas tamb´em atuam a distˆancias de v´arios cent´ımetros;
- Coloque a moeda sobre a placa de policarbonato e coloque o ´ım˜a por baixo da placa; - Desloque a placa com a moeda por sobre o ´ım˜a e observe se o ´ım˜a se move. Repetir o experimento com a haste de ferro sobre a placa;
- Substitua a moeda pelo clipe e repita os dois ´ultimos itens;
- Colocar sobre a mesa a haste de ferro, a moeda e o clipe de papel;
- Coloque o ´ım˜a reto por cima da placa de policarbonato e aproxime (por cima) a placa de policarbonato dos itens sobre a mesa (descrito anteriormente).
- Troque a placa por uma folha de papel ou um cart˜ao e repita o experimento.
Experimento 4
Objetivo
• Fabricar ´ım˜as a partir de materiais ferromagn´eticos.
Material Utilizado
Material Quantidade
´Im˜a cil´ındrico; 1 Arames de ferro;
Procedimento Experimental
Figura 1: (a) Esquema de magnetiza¸c˜ao de um arame de ferro. (b) Aproxima¸c˜ao do arame mag-netizado de outros arames pequenos n˜ao magne-tizados. (c) Aproxima¸c˜ao do im˜a do centro do arame. (d) Esquema representativo do processo de desmagnetiza¸c˜ao.
(a) (b)
Fonte: Dias, W. S., 2010.
- Aproxime um peda¸co grande de arame de outros peda¸cos menores. Observe que nada acontece;
- Passe uma vez o p´olo Norte do ´ım˜a de cima para baixo sobre o arame (ver figura 1a ) e aproxime o arame dos outros peda¸cos de arame menores (ver figura 1b);
- Com aux´ılio da b´ussola, verifique os p´olos formados nos extremos do arame de ferro; - Como foi feito no item 1, magnetize o arame e pegue um peda¸co de arame com o extremo inferior do arame que foi magnetizado; - Aproxime muito lentamente o mesmo p´olo do ´ım˜a (aproximadamente 10 mm) do centro
do arame magnetizado (ver figura 1c). Ob-serve o que acontece com o pequeno peda¸co de arame que tinha sido atra´ıdo pelo arame magnetizado.;
- Magnetize o arame como foi descrito anteri-ormente (n˜ao esque¸ca de certificar se o mesmo est´a magnetizado);
- Mova v´arias vezes um p´olo do ´ım˜a paralelo ao arame, no in´ıcio bem pr´oximo e depois v´a afastando cada vez mais (ver figura 1d); - Comprove se o arame continua magnetizado.
Experimento 5
Objetivo
• Verificar experimentalmente a inexistˆencia de um monop´oloa magn´etico.
Material Utilizado
Material Quantidade
´Im˜a cil´ındrico; 1 Arames de ferro;
-B´ussola; 1
Procedimento Experimental
em todos os extremos dos seus peda¸cos. Se existir, determine os seus p´olos e relacione-os com os p´olos do arame antes da divis˜ao.
Experimento 6
Objetivo
• Estudar a intera¸c˜ao dos campos magn´eticos no processo de atra¸c˜ao de um corpo.
Material Utilizado
Material Quantidade
´Im˜a reto; 2
Conjunto de hastes com 50 mm de comprimento 1 (condutores e n˜ao condutores)
Folha de papel; 1
R´egua; 1
Procedimento Experimental
Figura 2: (a) Retas no papel tra¸cadas no papel. (b) Com a haste de ferro no local pr´e-determinado, aproxima-se o ´ım˜a da haste de ferro. (c) Esquema de aproxima¸c˜ao dos ´ım˜as `a haste de ferro, estando os ´ım˜as juntos com p´olos opostos e (d) p´olos iguais.
(a) (b)
Fonte: Dias, W. S., 2010.
- Fa¸ca duas retas perpendiculares entre si (em formato de “T”) como indica a figura 2a.
- Coloque a haste de ferro sobre a reta menor (ver figura 2b) e o im˜a reto sobre a outra reta, de maneira que fiquem com a maior distˆancia poss´ıvel.
- Lentamente aproxime o ´ım˜a da haste.
- Marque a posi¸c˜ao do ´ım˜a no mo-mento em que a haste inicia um movimento de rolar e com o aux´ılio da r´egua me¸ca a distˆancia entre a posi¸c˜ao inicial da haste e a borda do ´ım˜a.
- Coloque dois ´ım˜as juntos, de forma que estejam unidos por p´olos distintos (ver figura 2c) e repita o procedimento anterior. - Coloque dois ´ım˜as juntos, de
Experimento 7
Objetivo
• Tornar vis´ıvel a forma do campo magn´etico de um ´ım˜a reto e de dois ´ımas pr´oximos
usando limalhas de ferro.
Material Utilizado
Material Quantidade
´Im˜a reto; 2
Salpicadeira com limalha de ferro; 1
Placa de policarbonato; 1
Folha de papel; 1
Procedimento Experimental
- Coloque o ´ım˜a horizontalmente sobre a mesa e por cima dele a placa de policarbonato e uma folha de papel (ver figura 3a);
- Dando ligeiros golpes na salpicadeira, polvilhe uniformemente a limalha de ferro sobre o papel at´e que se perceba uma certa ordem nas linhas formadas pelas limalhas;
Figura 3: (a) Esquema de visualiza¸c˜ao do campo magn´etico de (a) um ´ım˜a e (b) dois im˜as.
N S
N S N S
Salpicadeira com limalhas de ferro
Salpicadeira com limalhas de ferro
(a) (b)
Fonte: Dias, W. S., 2010.
- Desenhe ou fotografe a forma resultante das lin-has de campo magn´etico obtidas;
- Coloque dois ´ım˜as so-bre uma mesa a uma distˆancia de aproximada-mente 3 cm um do outro,
de forma que os dois p´olos diferentes fiquem pr´oximos (ver figura 3b). - Coloque sobre eles a placa de policarbonato e uma folha de papel (ver figura 3b);
- Dando ligeiros golpes na salpicadeira, polvilhe uniformemente a limalha de ferro sobre o papel at´e que se perceba uma certa ordem nas linhas formadas pelas limalhas;
- Desenhe ou fotografe a forma resultante das linhas de campo magn´etico obtidas;
- Repita o procedimento anterior de maneira que os dois ´ım˜as estejam pr´oximos por seus p´olos iguais.
Material Utilizado
Material Quantidade
´Im˜a cil´ındrico; 1 Esfera de madeira; 1 Sensor Magn´etico 1
Procedimento Experimental
- Introduza o ´ım˜a colorido na esfera de madeira, com sua parte verde indicando o p´olo norte (Procurar n˜ao fazer movimentos bruscos, pois o ´ım˜a s´o est´a se sustentando pela for¸ca magn´etica dos pequenos an´eis de ferro da esfera);
- Desloque o sensor de campo magn´etico sobre a superf´ıcie da esfera e determinar em que pontos dela tˆem p´olos magn´eticos;
- Averigue de que p´olos se tratam (o extremo vermelho do ´ım˜a do sensor magn´etico ´e seu p´olo norte);
- Desloque o sensor desde um p´olo da esfera terrestre at´e o outro p´olo, passando pelo equador e voltando ao ponto de partida e observe como est´a variando a posi¸c˜ao do sensor.
- Repita v´arias vezes este procedimento, tamb´em a distˆancias maiores e formular uma id´eia da trajet´oria das linhas de campo sobre a esfera terrestre;
- Averigue a posi¸c˜ao tomada pelo ´ım˜a do sensor sobre os p´olos da esfera e finalmente sobre o equador.
Resultados
Apresente abaixo a descri¸c˜ao dos fenˆomenos observados e dos dados coletados. Caso seja necess´ario, fa¸ca as anota¸c˜oes em outras folhas. N˜ao esque¸ca de entregar esta(s) folha(s) ao professor ao t´ermino da aula ou da execu¸c˜ao experimento.
• Com base nos dados coletados e conhecimentos te´oricos, apresente e justifique cada
um dos resultados obtidos (quando necess´ario apresente figuras demonstrativas).
