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27.3 INDUÇÃO MAGNÉTICA E FORÇA MAGNÉTICA
Quando estudamos o campo elétrico, nós o definimos como sendo a razão
entre a força elétrica exercida sobre uma carga teste pelo módulo da carga teste,
isto é:
r
r F
E =
E
q 0
.
coincidirem com o dedo indicador e a direção e sentido do vetor indução magnética
com o dedo médio; a direção e o sentido da força magnética é dada pelo dedo
polegar (Figura 27.2).
Por que não se define B r PENSE E RESPONDA 27.1
na mesma direção de F r , como é feito para E r ?
Podemos definir o campo magnético de forma análoga, isto é, pelo seu efeito
sobre uma carga q que se move com velocidade v r .
Para definir uma grandeza que represente o campo magnético, temos que
nos basear em experiências de comportamento de cargas elétricas em movimento
dentro de uma região onde existe (obviamente) um campo magnético. Essas
experiências nos permitem medir o efeito do campo sobre as cargas e esse efeito
se manifesta através da força magnética
F r B
e é através dela que definimos o vetor
indução magnética ( B r ).
A indução magnética é erroneamente denominada campo magnético em
muitos livros editados ou traduzidos no Brasil. A razão disso é que a indução
magnética tem sempre a mesma direção e o mesmo sentido que o campo
magnético; por isso, costuma-se identificar um com o outro (faz-se o mesmo com a
intensidade do campo elétrico e o campo elétrico). Entretanto, a indução
magnética é uma medida do campo magnético. Devemos ter cuidado com a
linguagem usada em ciência, de modo que neste curso, procuraremos usar a
terminologia correta sempre que possível, mesmo porque o campo magnético pode
ser representado por outros vetores, como veremos posteriormente.
Por definição, a indução magnética é o vetor ( B r ) tal que a força magnética
sobre uma carga de prova positiva q
0
, movendo-se com velocidade v r em um
campo magnético, é dada pela expressão:
Isto é,
r r r
= q 0
v × B,
F B
(27.1)
F r B
é sempre perpendicular à velocidade da carga q
0
e também ao
campo magnético existente na região. A direção e sentido da força magnética que
atua sobre uma carga elétrica positiva em movimento num campo magnético são
dadas pela regra da mão direita: Fazemos a direção e sentido do vetor velocidade
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Figura 27.2: Direção e sentido da força magnéticaque atua sobre uma carga elétrica
relativamente ao campo e à velocidade dessa carga.
Se o campo magnético é direcionado para o norte e uma partícula positivamente
carregada está se movendo para leste, qual é a direção da força magnética sobre a
partícula?
Com efeito,
Ela age de modo a defletir as cargas elétricas, mas sem realizar trabalho.
W
PENSE E RESPONDA 27.2
porque a força é sempre perpendicular ao vetor velocidade e, portanto, o produto
escalar dela pelo vetor veolcidade é sempre nulo.
mag
r r r r r
= dW = F • ds = q v × B • ( v dt)
= 0
∫
mag
∫
A equação (27.1) mostra que o módulo da força magnética que atua sobre
uma carga elétrica depende do ângulo formado entre a direção de movimento da
carga e a direção do campo magnético. A força é máxima se a carga se move
perpendicularmente ao campo magnético; é nula se a carga se move na direção do
campo. Este último fato nos permite determinar experimentalmente a direção do
B
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