Força magnética: o que é, conceitos e como calcular

A força magnética é o produto de dois corpos que possuem propriedades magnéticas, podendo essa força ser tanto atrativa quanto repulsiva. A força magnética surge em físicos que estão dotados de carga elétrica ou que possuem relação com algum campo magnético exterior. Um exemplo de corpos com campo magnético são ímãs. 

Características da força magnética

A força magnética se torna então o resultado da interação entre corpos magnetizados através de um campo magnético ou com carga elétrica e a partir dessa interação o movimento desse corpo torna-se perpendicular as linhas do campo magnético e da força magnética. A velocidade de deslocamento desse corpo só é possível nessas condições.

Regras da força magnética: Regra da mão esquerda

Nessa regra usamos a mão esquerda para indicar as direções e sentidos da força magnética de um corpo com carga positiva. Imagine os dedos da mão esquerda: o dedo médio atua como a velocidade, o dedo indicador como o campo magnético e o polegar como a força magnética.

Na figura acima, o dedo indicador está em direção ao campo magnético (B), ou seja, ele está no sentido da corrente elétrica. Já o polegar está no sentido da força magnética (F) enquanto o dedo médio indica o sentido da velocidade (I).

Regra da mão direita

A regra da mão direita tem a mesma função que a regra da mão esquerda. Conhecida como regra do tapa, ela funciona da seguinte forma:  Imagine uma mão direita aberta, o polegar atua como o sentido da velocidade (v) e os demais dedos representam o sentido do campo magnético (B). Já a palma da mão é representada como o sentido da força magnética (F).

Calculando a força magnética

Para calcular a força magnética é importante entender que ela está diretamente relacionada com a intensidade do campo magnético (B), a velocidade (v) do corpo presente no campo magnético, a carga (q) do corpo, o ângulo (a) entre as direções da velocidade do corpo e do campo magnético.

A equação que traduz a força magnética sob um corpo carregado é

Campo magnético e força magnética

Em resumo, o campo magnético é descrito como região no espaço onde ocorre a interação magnética entre dois ou mais físicos com propriedades magnéticas, magnetizados ou não, separados por determinada distância. Imagine um ímã, o campo magnético seria a força do magnetismo criado por esse ímã, enquanto a força magnética é a força devida a dois objetos magnéticos.

Força magnética e força elétrica

A força magnética e a força elétrica são parecidas em alguns aspectos. Para se obter uma força elétrica ou uma força magnética é necessária uma carga de prova, além disso, ambas as forças precisam de um campo por onde percorrer. 

A principal diferença entre as duas é nos componente das cargas e no componentes que geram os campos. 

Campo e força magnética no Enem

Quando se trata do tema campo e força magnética no Enem é importante ficar atento as inúmeras aplicações tecnológicas que estão presentes em nosso cotidiano. 

(Enem) O funcionamento dos geradores de usinas elétricas baseia-se no fenômeno da indução eletromagnética, descoberto por Michael Faraday no século XIX. Pode-se observar esse fenômeno ao se movimentar um ímã e uma espira em sentidos opostos com módulo da velocidade igual a v, induzindo uma corrente elétrica de intensidade i, como ilustrado na figura.

A fim de se obter uma corrente com o mesmo sentido da apresentada na figura, utilizando os mesmos materiais, outra possibilidade é mover a espira para a:

a) esquerda e o ímã para a direita com polaridade invertida.

b) direita e o ímã para a esquerda com polaridade invertida.

c) esquerda e o ímã para a esquerda com mesma polaridade.

d) direita e manter o ímã em repouso com polaridade invertida.

e) esquerda e manter o ímã em repouso com mesma polaridade.   A resposta correta é a letra a.

Isso, pois a Lei de Lenz diz que a corrente induzida em uma espira opõe-se à variação do campo magnético que a criou. De acordo como o movimento ocorre na imagem, há uma diminuição do campo magnético na espira, dessa forma, a corrente é gerada para a direita com o proposito de aumentar o campo nesse sentido. Nesse caso a corrente criada teria que ser para a direita com o intuito de diminuir o campo magnético que estaria aumentado para o mesmo sentido. A única resposta que respeita a Lei de Lenz é a alternativa A.