Por que o ímã se alinha na direção norte

Um imã é um corpo que gera campo magnético ao seu redor. Ele pode ser classificado de duas formas:

Natural: quando se trata de óxido de ferro, um mineral encontrado na natureza que recebe o nome de magnetita;

Artificial: quando é construído com ligas metálicas (ou materiais cerâmicos) que, ao serem submetidas a fortes campos magnéticos, adquirem propriedades magnéticas;

As primeiras observações relativas ao magnetismo foram registradas na Grécia Antiga, em uma cidade denominada Magnésia onde se encontrava um mineral que tinha a capacidade de atrair pequenos objetos de ferro. Esse material passou a ser conhecido como magnetita em virtude do nome do local onde foi encontrado. O nome dessa cidade deu origem também ao termo magnetismo.

Porém, os estudos nessa área foram aprofundados apenas em 1600 pelo físico Inglês William Gilbert (1554 – 1603). Dentre as suas descobertas, destacam-se a existência do campo magnético terrestre e as propriedades dos ímãs.

Propriedades dos imãs

Podemos destacar cinco propriedades que caracterizam um imã, são elas:

1. Capacidade de atrair outros objetos, especificamente alguns metais, como o ferro;

2. As regiões onde os campos magnéticos são mais intensos em um imã denominam-se polos magnéticos. Estessão classificados como norte (positivo) e sul (negativo);

3. Ao aproximar os polos magnéticos de dois imãs, podemos verificar duas situações: repulsão, se os polos aproximados são iguais; ou atração, se são polos diferentes. Observe na figura:

1. Alinhamento com os polos geográficos da Terra, que ocorre se um imã estiver posicionado de uma maneira em que pode mover-se livremente. A orientação do ímã acontece da seguinte forma: polo norte do imã aponta na direção do norte geográfico da Terra, e o polo sul orienta-se na direção do polo sul geográfico da Terra. Esse fenômeno é possível em virtude da existência do campo magnético terrestre.

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2. Inseparabilidade dos polos magnéticos, ou seja, não pode haver um imã somente com polo sul ou com o polo norte. Isso significa que, se um imã for quebrado, haverá a formação de um novo ímã. A razão para esse fenômeno é o fato de o magnetismo ser uma propriedade que tem origem na organização molecular da substância, então, até a menor das moléculas de um imã possui os dois polos bem definidos.

Campo magnético terrestre

A Terra também se comporta como um grande imã, possuindo polos magnéticos bem definidos. O polo norte geográfico da Terra é o sul magnético, e o sul geográfico, o norte magnético. Graças a essas propriedades magnéticas da Terra, podemos orientar-nos através da bússola.

A bússola, que é formada por uma agulha feita de magnetita apoiada sobre um pequeno suporte, pode girar livremente e orientar-se de acordo com o campo magnético da Terra. Entretanto, a bússola não aponta exatamente para os polos geográficos da Terra, uma vez que os polos magnéticos não coincidem exatamente com os polos geográficos, pois estão defasados aproximadamente 11,5° um do outro.

Por Mariane Mendes
Graduada em Física

O magnetismo é uma propriedade que pode ser evidenciada pela atração dos ímãs por certos materiais.

Você já manipulou um ímã? É surpreendente sua capacidade de atrair alguns metais de maneira espontânea. Além disso, você já viu um ímã repelir outro ímã, isto é, um empurrar o outro sem encostar nele?

Dizemos que esses materiais têm magnetismo natural. Existem ainda materiais que adquirem a capacidade de atrair alguns metais depois de, por exemplo, serem friccionados com um ímã natural. Nesse caso, o material passa a ter magnetismo artificial.

Os ímãs são materiais que atraem alguns tipos de metais ou ligas metálicas. Todo ímã apresenta, em suas extremidades, o polo norte (N) e o polo sul (S). Nessas regiões do ímã, os fenômenos magnéticos manifestam-se com maior intensidade. A força magnética entre dois ímãs pode ser de atração ou de repulsão, dependendo de quais polos interagem mais intensamente. Ao aproximarmos os mesmos polos de dois ímãs, eles se repelem. Quando aproximamos polos diferentes, eles se atraem.

Outra característica interessante dos polos de um ímã é o fato de eles sempre existirem aos pares. Ao dividir um ímã em duas ou mais partes, cada novo pedaço terá um polo norte e um polo sul. Independentemente do tamanho do pedaço, sempre será formado um novo ímã com dois polos diferentes.

Caso uma agulha de aço, por exemplo, seja esfregada repetidamente em um ímã sempre no mesmo sentido, a agulha passa a apresentar propriedades magnéticas, como atrair alguns objetos metálicos. Esse fenômeno é chamado de imantação.

Antes da imantação, as partículas com propriedades magnéticas da agulha (representadas por pequenos ímãs na imagem abaixo) estão desorganizadas, com orientações aleatórias. Por isso, a agulha não se comporta naturalmente como um ímã. Depois de imantada, essas partículas são rearranjadas, apresentando uma orientação comum, e ela passa a se comportar como um ímã.

CAMPO MAGNÉTICO E LINHAS DE CAMPO

A propriedade adquirida pelo espaço onde se manifestam os efeitos magnéticos produzidos por um ímã é chamada de campo magnético. Quanto mais próximo do ímã, maior é a intensidade do campo magnético gerado por ele. Essa intensidade diminui à medida que a distância até o ímã aumenta. A partir de certa distância, a intensidade do campo magnético criado pelo ímã é praticamente nula.

Se colocarmos um ímã sob uma folha de papel e cuidadosamente espalharmos limalha de ferro (pó ou pequenas lascas de ferro) sobre ela, poderemos visualizar a forma do campo magnético de um ímã, pois as partículas da limalha se alinharão em determinada configuração. Às linhas formadas por essas partículas damos o nome de linhas de campo, uma representação do campo magnético que, por convenção, tem origem no polo norte e termina no polo sul.

CAMPO MAGNÉTICO TERRESTRE

A Terra apresenta magnetismo natural, comportando-se como um gigantesco ímã. Assim, o planeta apresenta campo magnético próprio, cujos polos magnéticos ficam nas proximidades dos polos geográficos.

Convencionou-se que o polo norte de um ímã é aquela extremidade que, quando o ímã pode girar livremente, aponta para o norte geográfico da Terra. Como sabemos que os polos diferentes se atraem, o polo norte do ímã alinha-se com o polo sul magnético da Terra. É por isso que a agulha de uma bússola se alinha aproximadamente com a direção norte-sul dos polos geográficos. Nesse instrumento, a agulha magnética gira livremente em torno de um eixo central. Por causa do campo magnético da Terra, a agulha sempre se orienta na mesma direção.

Ainda não se sabe exatamente o que gera o campo magnético terrestre. Segundo algumas teorias, há no interior do planeta um núcleo de ferro e níquel líquidos que se encontra em constante movimento. Esses metais em movimento originariam um campo magnético. Além disso, existem evidências que demonstram que os polos magnéticos terrestres mudam lentamente de posição e, portanto, no futuro estarão invertidos.

Na natureza existe um tipo de rocha que naturalmente apresenta propriedades magnéticas, ou seja, é um ímã natural. Essa rocha é chamada de magnetita, como mostrado na figura abaixo.

Porém, os seres humanos aprenderam a fazer imãs artificiais usando a eletricidade para isso. Isso permitiu uma série de aplicações tecnológicas e em nosso dia-a-dia. Então, caso tenha curiosidade, segue um vídeo do Manual do Mundo, onde o apresentador vai conhecer uma dessas fábricas de imãs para entender como eles são feitos.

Magnetismo - Exercício: CLIQUE AQUI!

OBS.: Pontuação mínima para ser considerada uma entrega válida neste exercício: 70 pontos.

Por que o ímã se alinha na direção norte

Por que uma bússola magnética aponta para o Polo Norte magnético?

Por que quando aproximamos um ímã de uma bússola o ponteiro da mesma se orienta no sentido do ímã?

Qual o sentido do campo magnético em um ímã?