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22.1: Ímãs

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    Objetivos de

    Ao final desta seção, você poderá:

    • Descreva a diferença entre os pólos norte e sul de um ímã.
    • Descreva como os pólos magnéticos interagem entre si.
    Ímãs em barra, ímãs em ferradura e ímãs em forma de disco se atraem e se repelem. Clipes de papel de metal grudam em alguns dos ímãs.
    Figura\(\PageIndex{1}\): Os ímãs vêm em várias formas, tamanhos e resistências. Todos têm um pólo norte e um pólo sul. Nunca existe um polo isolado (um monopolo).

    Todos os ímãs atraem ferro, como o da porta da geladeira. No entanto, os ímãs podem atrair ou repelir outros ímãs. A experimentação mostra que todos os ímãs têm dois pólos. Se suspenso livremente, um poste apontará para o norte. Os dois pólos são, portanto, chamados de pólo magnético norte e pólo magnético sul (ou, mais propriamente, pólos de busca de norte e sul, para as atrações nessas direções).

    CARACTERÍSTICAS UNIVERSAIS DE ÍMÃS E POSTES MAGNÉTICOS

    É uma característica universal de todos os ímãs que, como os pólos, repelem e, ao contrário dos pólos, atraem. (Observe a semelhança com a eletrostática: cargas diferentes atraem e cargas semelhantes se repelem.)

    Experimentos adicionais mostram que é impossível separar os pólos norte e sul da maneira que as cargas + e − possam ser separadas.

    Um globo da Terra com uma barra magnética dentro dele. O pólo sul da barra magnética dentro do globo está no pólo magnético norte e está próximo, mas não exatamente, do pólo geográfico norte. O pólo norte da barra magnética dentro do globo está próximo ao pólo geográfico sul. Outra barra magnética está pendurada ao lado do globo. O pólo norte desse ímã está apontando para o pólo norte do globo (ou para o pólo sul do ímã dentro do globo).
    Figura\(\PageIndex{2}\): Uma extremidade de uma barra magnética está suspensa por uma linha que aponta para o norte. Os dois pólos do ímã são rotulados como N e S para pólos que buscam norte e sul, respectivamente.

    ALERTA DE EQUÍVOCO: O PÓLO NORTE GEOGRÁFICO DA TERRA ESCONDE UM S

    A Terra age como uma barra magnética muito grande com seu pólo sul próximo ao Pólo Norte geográfico. É por isso que o pólo norte de sua bússola é atraído em direção ao pólo geográfico norte da Terra, porque o pólo magnético que está próximo ao Pólo Norte geográfico é na verdade um pólo magnético sul! A confusão surge porque o termo geográfico “Pólo Norte” passou a ser usado (incorretamente) para o pólo magnético que está próximo ao Pólo Norte. Assim, “pólo magnético norte” é na verdade um nome impróprio — ele deveria ser chamado de pólo magnético sul.

    Dois conjuntos de barras magnéticas. O primeiro conjunto de ímãs é orientado com pólos diferentes adjacentes um ao outro. As setas de força mostram que esses ímãs estão se puxando. O segundo conjunto de ímãs é orientado com pólos semelhantes adjacentes um ao outro. As setas de força mostram que esses ímãs estão se afastando uns dos outros.
    Figura\(\PageIndex{3}\): Diferentemente dos pólos atraem, enquanto os pólos semelhantes se repelem.
    Uma barra magnética é dividida ao meio várias vezes. O ímã original tem um pólo sul e um pólo norte. Cada vez que o ímã é dividido, cada nova metade tem um pólo sul e um pólo norte.
    Figura\(\PageIndex{4}\): Os pólos norte e sul sempre ocorrem em pares. As tentativas de separá-los resultam em mais pares de pólos. Se continuarmos a dividir o ímã, acabaremos por chegar a um átomo de ferro com um pólo norte e um pólo sul — eles também não podem ser separados.

    O fato de que os pólos magnéticos sempre ocorrem em pares de norte e sul é verdade desde uma escala muito grande — por exemplo, manchas solares sempre ocorrem em pares que são pólos magnéticos norte e sul — até a escala muito pequena. Os átomos magnéticos têm um pólo norte e um pólo sul, assim como muitos tipos de partículas subatômicas, como elétrons, prótons e nêutrons.

    FAZENDO CONEXÕES: EXPERIMENTO PARA LEVAR PARA CASA — ÍMÃS DE GELADEIRA

    Sabemos que, assim como os pólos magnéticos, se repelem e, diferentemente, os Veja se você pode mostrar isso para dois ímãs de geladeira. Os ímãs grudarão se você os virar? Por que eles ficam na porta, afinal? O que você pode dizer sobre as propriedades magnéticas da porta ao lado do ímã? Os ímãs do refrigerador grudam em colheres de metal ou plástico? Eles aderem a todos os tipos de metal?

    Resumo

    • O magnetismo é um assunto que inclui as propriedades dos ímãs, o efeito da força magnética sobre cargas e correntes móveis e a criação de campos magnéticos por correntes.
    • Existem dois tipos de pólos magnéticos, chamados pólo magnético norte e pólo magnético sul.
    • Os pólos magnéticos do norte são aqueles que são atraídos para o pólo norte geográfico da Terra.
    • Os pólos semelhantes se repelem e, ao contrário, atraem.
    • Os pólos magnéticos sempre ocorrem em pares de pólos norte e sul — não é possível isolar os pólos norte e sul.

    Glossário

    pólo magnético norte
    a extremidade ou o lado de um ímã que é atraído para o pólo norte geográfico da Terra
    pólo magnético sul
    a extremidade ou o lado de um ímã que é atraído para o pólo sul geográfico da Terra