Conhecendo as linhas de campo magnético de um ímã

O campo magnético da Terra é equivalente a um grande ímã, sendo possível, com o auxílio da bússola, determinar seus polos magnéticos. Os polos magnéticos da Terra não coincidem com os polos geográficos.

Não se pode encostar cartões de banco, disquetes, pen drives, fitas cassetes e outros objetos que armazenam informações em ímãs, pois há risco de perder as informações.

Em razão da baixa intensidade do campo magnético terrestre, é possível armazenar informações sem correr o risco de perdê-las. O campo magnético, tanto do ímã quanto da Terra, é tridimensional.

Os polos magnéticos ainda não foram encontrados separadamente, ou seja, a busca do “monopolo” magnético tem sido frustrada até o momento. Mesmo em escala microscópica, um polo magnético não existe isoladamente.

Se você quebrar um ímã ao meio, o que acontecerá ao tentar uni-lo novamente?  As novas extremidades (provenientes da quebra) se tornarão polos opostos, que se atraem.

Biomagnetismo

A Terra dispõe de um campo magnético que geralmente não pode ser detectado por seres humanos desprovidos de uma bússola. No entanto, algumas espécies de animais têm capacidade de detectar esse campo e podem utilizá-lo em suas migrações. 

Os morcegos e as tartarugas marinhas utilizam informações magnéticas para encontrar seu caminho. 

Algumas espécies de bactérias podem até depender apenas do campo magnético como orientação.

Pequenas partículas de um mineral magnético chamado magnetita foram localizadas no cérebro de certas espécies. Essas partículas podem reagir ao campo magnético e ativar nervos de maneira a enviar informações direcionais ao cérebro do animal.

Origem do magnetismo nos materiais

Muitos dispositivos que utilizamos no nosso cotidiano funcionam a partir do magnetismo. Alguns exemplos são os motores elétricos, geradores, transformadores, cartões magnéticos, rádio, entre vários outros.

O magnetismo dos materiais tem origem na combinação entre o momento angular orbital e o momento angular de spin dos átomos, que dão origem aos dipolos magnéticos microscópicos, fazendo com que cada átomo se comporte como um pequeno ímã.

1. Materiais diamagnéticos

Quando um material diamagnético é colocado na presença de um campo magnético externo, estabelece-se em seu interior outro campo magnético em sentido oposto ao qual ele foi submetido e que desaparece quando o campo externo é removido.  Esse tipo de material é repelido pelo campo magnético.

Esses materiais são caracterizados por não serem atraídos pelos ímãs.  Alguns exemplos são a água, madeira, plástico e alguns metais, como o mercúrio, o ouro e a prata.

2. Materiais Paramagnéticos

São aqueles que têm seus momentos angulares alinhados ao serem colocados nas proximidades de um campo magnético. Esse alinhamento ocorre paralelamente ao campo magnético externo e faz com que o material se comporte da mesma forma que o ímã normal. Sendo assim, eles são atraídos pelos ímãs e passam a ter as mesmas características que eles. 

Entretanto, quando o campo externo é retirado, o material perde suas propriedades magnéticas e volta “a comportar-se normalmente”.  Exemplos: alumínio, sódio, magnésio e cálcio.

3. Materiais Ferromagnéticos

São os materiais que possuem memória magnética, isto é, quando são submetidos a um campo magnético externo, eles têm seus momentos angulares alinhados e passam a comportar-se da mesma forma que o ímã. 

Além disso, essas características permanecem mesmo após o ímã ser removido. Alguns exemplos são o ferro, níquel, cobalto e algumas ligas.

Fonte bibliográfica:

Fonte: Caderno do professor – Física, Ensino Médio, 3ª Série, Volume 1. São Paulo: Nova Edição, 2014 – 2017.  

http://ciencia.hsw.uol.com.br/migracao-animal4.htm 

http://alunosonline.uol.com.br/fisica/classificacao-dos-materiais-magneticos.html
http://www.fisicapaidegua.com/teoria/exercicios_mag/introducao.htm
http://fisicaevestibular.com.br/novo/eletricidade/eletromagnetismo/exercicios-imas-e-campo-magnetico/

Exercícios

01. (UFB) Uma bússola tem sua agulha magnética orientada com um polo (M) indicando Roraima e o outro (N) indicando o Paraná. A seguir, aproxima-se a agulha magnética dessa bússola bem perto da extremidade de um imã cujos polos são (P) e (Q), até que o equilíbrio estável seja atingido.
a) Quais são os polos magnéticos M e N da agulha magnética da bússola?  
b) Quais são os polos P e Q do imã?

02. (UFB) Pares de imãs em forma de barra são dispostos conforme indicam as figuras a seguir:

A letra N indica o polo Norte e o S o polo Sul de cada uma das barras. Entre os imãs de cada um dos pares anteriores (a), (b) e (c) ocorrerão, respectivamente, forças de:  
a) atração, repulsão, repulsão; 
b) atração, atração, repulsão; 
c) atração, repulsão, atração; 
d) repulsão, repulsão, atração; 
e) repulsão, atração, atração.

03. (PUC-PR) Pendura-se um alfinete pela ponta em uma tesoura. Em seguida, pendura-se um outro alfinete em contato somente com o anterior. Pode-se dizer que:  
a) o segundo alfinete é atraído pela tesoura 
b) só o primeiro alfinete foi induzido a funcionar como ímã 
c) o segundo alfinete é suspenso devido ao seu pouco peso  
d) os dois alfinetes funcionam como ímãs 
e) nada dito acima explica o fato

04. (Cesgranrio-RJ) Aproxima-se uma barra imantada de uma pequena bilha de aço, observa-se que a bilha:    

a) é atraída pelo pólo norte e repelida pelo pólo sul 
b) é atraída pelo pólo sul e repelida pelo pólo norte 
c) é atraída por qualquer dos pólos 
d) é repelida por qualquer dos pólos 
e) é repelida pela parte mediana da barra

05. (UFPA) A Terra é considerada um imã gigantesco, que tem as seguintes características:    
a) O polo Norte geográfico está exatamente sobre o polo sul magnético, e o Sul geográfico está na mesma posição que o norte magnético.  
b) O polo Norte geográfico está exatamente sobre o polo norte magnético, e o Sul geográfico está na mesma posição que o sul magnético.  
c) O polo norte magnético está próximo do polo Sul geográfico, e o polo sul magnético está próximo do polo Norte geográfico.  
d) O polo norte magnético está próximo do polo Norte geográfico, e o polo sul magnético está próximo do polo Sul geográfico.  
e) O polo Norte geográfico está defasado de um ângulo de 45º do polo sul magnético, e o polo Sul geográfico está defasado de 45º do polo norte magnético.