CAMPO MAGNÉTICO DA TERRA FISICA EXPERIMENTAL 2 UFCG, Provas de Física Experimental

Baixe CAMPO MAGNÉTICO DA TERRA FISICA EXPERIMENTAL 2 UFCG e outras Provas em PDF para Física Experimental, somente na Docsity! UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA UNIDADE ACADÊMICA DE FÍSICA LABORATÓRIO DE FÍSICA EXPERIMENTAL II UFCG / CCT / UAF - DISCIPLINA: FÍSICA EXPERIMENTAL II PROFESSOR:_IGO PAULINO DATA:_21/_03_/__2022___PERÍODO: 2021.1 ALUNO(A):_TURMA: _09____ PREPARAÇÃO – CAMPO MAGNÉTICO DA TERRA 1. A agulha de uma bússola, quando não se encontra submetida a ação de um campo magnético artificial, sempre se orienta na direção norte-sul. Explique por que isto acontece. R: Um ímã possui um polo norte e um polo sul. O campo magnético gerado pelos ímãs, que é a região próxima ao ímã onde ocorre a atração de outro ímã ou materiais como ferro e aço, é representado saindo do polo norte e entrando no polo sul. 2. Haveria situações em que um campo magnético artificial poderia não ser detectado pela agulha da bússola? Explique. R: Sim. Se o campo artificial estivesse na mesma direção do campo magnético da Terra, nós não poderíamos identificar este campo 3. Descreva a influência de um campo magnético artificial sobre a direção da agulha de uma bússola que se encontra na superfície da terra. R: Se submetermos uma bússola qualquer ao efeito do campo magnético criado no laboratório, a mesma não irá mais se alinhar na direção do campo da Terra. Mas irá se orientar segundo a do campo resultante, dado pelo produto vetorial do campo da Terra e do campo artificial. A bússola irá se orientar de modo que o pólo norte aponta na direção de Br (campo resultante). A figura 1 mostra um pequeno imã que faz um ângulo arbitrário com um campo magnético B. Há uma força F1 sobre o pólo norte, na direção de B, e igual porém oposta à força F2 que atua sobre o pólo sul. 4. Dê um argumento qualitativo para o fato de que no centro de uma espira quadrada o campo magnético é perpendicular ao plano da espira. R: Quando um fio metálico conduzindo uma corrente I é colocado num campo magnético uniforme, exercem-se forças sobre cada parte do fio. Se o fio tiver a forma de uma espira fechada, não há força resultante sobre a espira, pois as forças que atuam sobre as diferentes partes do fio têm uma soma vetorial nula. Em geral, no entanto, as forças magnéticas provocam um torque sobre o fio, que tende a alinhar a espira. 5. Em um ponto fora do centro da espira, porém situado no plano da mesma, o campo magnético ainda é perpendicular ao plano da espira? Justifique. R: Sim pois o sentido é obtido utilizando-se a Lei de Ampère, regra da mão direita. Aqui, consideramos cada trecho da espira como se fosse um pedaço de fio reto e longo. 6. Em um ponto fora da espira, porém situado sobre o eixo da mesma, o campo magnético ainda é perpendicular ao plano da espira? R: Sim. 7. Há regiões próximas a espira onde o campo magnético não seja perpendicular ao plano da mesma? Explique qualitativamente quais são estas regiões. R: Nas regiões próximas aos pólos de um imã permanente, a concentração de linhas de indução é maior do que em qualquer outra região ao seu redor. 8. Mostre, utilizando a Lei de Biot-Savart, que a intensidade do campo magnético no centro de uma espira quadrada é diretamente proporcional à corrente que a atravessa. R: O campo magnético no centro de uma espira circular, percorrida por uma corrente elétrica i, é diretamente proporcional à corrente elétrica e inversamente proporcional ao raio da espira. B= Ui/2r 9. Como varia a intensidade do campo magnético gerado pela espira quadrada com as dimensões da mesma? E com o número de espiras? R: O campo magnético no interior do solenoide é uniforme e diretamente proporcional à intensidade da corrente nas espiras e ao número de espiras por unidade de comprimento do solenoide 10. Que relação existe entre a corrente que passa pela espira quadrada e o ângulo de deflexão da agulha da bússola? Esse arranjo espira-bússola poderia ser usado como um amperímetro? Explique. R:Hans Christian Oersted mostrou que uma bússola sofria deflexão quando era colocada perto de UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA UNIDADE ACADÊMICA DE FÍSICA LABORATÓRIO DE FÍSICA EXPERIMENTAL II UFCG / CCT / UAF - DISCIPLINA: FÍSICA EXPERIMENTAL II PROFESSOR:DATA:21_/03__/__2022___PERÍODO: 2021.1 ALUNO(A):_ TURMA: 09 RELATÓRIO DE CAMPO MAGNÉTICO DA TERRA 1. INTRODUÇÃO O campo magnético da Terra tem exercido enorme influência não só nos caracteres naturais, mas na própria evolução do homem. O seu campo magnético circula e atravessa toda superfície de maneira razoavelmente parecida com o campo produzido por um dipolo. A origem do campo magnético terrestre tem sido durante muito tempo motivo de controvérsias nos meios científicos, sendo atualmente aceita a teoria do dínamo regenerativo desenvolvida por E. C. BULLARD e W.M. ELASSER. De acordo com a teoria do dínamo regenerativo, a terra não possui campo magnético próprio. Todavia, campos magnéticos fracos estão sempre presentes na galáxia. Se um deles está no núcleo da terra, o campo influenciou os movimentos do núcleo. Sob circunstâncias adequadas o movimento do núcleo, que é constituído de material “FERRO MAGNÉTICO”, criou um campo magnético próprio. Uma bússola se alinha segundo a direção do campo magnético ao qual a mesma está sendo submetida. O exemplo mais comum deste fato é o alinhamento permanente da agulha de uma bússola com a direção do campo magnético da terra. Se submetermos uma bússola qualquer ao efeito do campo magnético criado no laboratório a mesma não irá mais se alinhar segundo a direção do campo da terra, mas segundo a do campo resultante. 𝐵 → 𝑟 = 𝐵 → ℎ + 𝐵 → 𝑎 – Campo magnético resultante – Componente horizontal do campo da terra𝐵 → 𝑟 𝐵 → ℎ – Campo criado no laboratório𝐵 → 𝑎 Materiais utilizados Para o experimento foram utilizados os seguintes materiais: ● Par de bobinas de Helmholtz; ● Fonte de tensão universal; ● Multímetro digital; ● Base de suporte; ● Braçadeira de ângulo; ● Cabo de conexão (750mm, vermelho); ● Cabo de conexão (750mm, azul); ● Bússola; ● Suporte para bússola; ● Potenciômetros. Procedimentos experimentais Ajuste o sistema bobina-bússola de modo que o eixo Norte-Sul da bússola coincida com o plano da bobina. Ligue a fonte de tensão, com o reostato na posição de resistência máxima, e ajuste a corrente no circuito para 0,1ª. Anote o ângulo de reflexão da agulha.θ Varie a corrente, aumentando-a a intervalor de 0,1A até cerca de 1,0A, anotando os ângulos de reflexão correspondente. Repita o procedimento, porém com a corrente diminuindo. Repita as medidas anteriores três vezes para cada valor da corrente calcule a média dos valores correspondentes do ângulo de deflexão da agulha. Dados coletados 𝑁 = 10 2𝑎 = 28, 5 𝑐𝑚⇒𝑎 = 14, 25 𝑐𝑚 = 0, 1425 𝑚 Tabela 1 (A)𝑖 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 θ 1 - - - 28° 36° 48° 52° 56° 60° 66° θ 2 - - - 30° 34° 44° 50° 58° 62° 64° θ 3 - - - 26° 38° 46° 54° 60° 64° 62° θ 𝑚 - - - 28° 36° 46° 52° 58° 62° 64° Análises Foi construído em papel milimetrado o gráfico da em função de .θ 𝑚 𝑖 (A)𝑖 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 θ 𝑚 - - - 28° 36° 46° 52° 58° 62° 64° A partir da função do gráfico, obteve-se a corrente correspondente a .θ 𝑚 = 45° θ 𝑚 = 67, 74𝑖 + 1, 45 45 = 67, 74𝑖 + 1, 45 𝑖 = 45−1,45 67,74 𝑖 = 0, 643