Novidade: Metaperguntas agora no próprio Umamão

4

Suponha que temos um ímã de dimensões $20\times20\times5\textrm{mm}$ e uma placa metálica, sendo que os dois estão juntos ("colados"), e a força (perpendicular ao plano da placa) necessária para retirar esse ímã da placa é de $20N$. Tendo dois desses ímãs, um do lado do outro, a força necessária para descolar eles da placa será de $2\times20=40N$?

Na situação real, tenho uma placa metálica e $20$ ímãs sobre uma placa muito fina de zinco, sendo que esta placa de zinco está separada da placa metálica por uma distância de $2\textrm{mm}$. Gostaria de saber se a força para retirar esses $20$ ímãs, levantando a placa de zinco, será igual a $20\times$ a força necessária para retirar a placa de zinco quando existe somente um ímã sobre ela.

flag

1 Answer

1

Tentando responder a pergunta após 3 meses. A pergunta, de fato, é muito boa. Não se encontra por aí nos sites de Física o tratamento de relação entre campos magnéticos de fontes distintas.

Ao refletir sobre o problema, precisamos lembrar que um ímã gera um campo magnético em torno dele. Sobre esse campo podemos desenhar linhas de campo. As linhas mais próximas começam e terminam no próprio ímã (linhas fechadas). As outras linhas seriam fechadas se considerássemos o infinito ou outras fontes. Quanto mais linhas de campo, mais intenso o campo será. Essas são minhas premissas.

O que aconteceria se puséssemos dois imãs distantes um do outro? Como seriam os desenhos das linhas de campo? O que aconteceria se aproximássemos esses ímãs? O que aconteceria se encontássemos um ímã ao outro?

As linhas de campos são fechadas. Então, ao colocar dois ímãs algumas linhas que saem do primeiro ímã irão chegar (fechar) no segundo ímã. Quanto mais próximo estiverem os ímãs, mais linhas sairão do primeiro e chegarão ao segundo. Quando estiverem encostados, quase todas as linhas que sairão do primeiro se fecharão no segundo (a única imagem e animação que achei em português foi no site: http://abiliomateus.net/ensino/animacoes/imas)

As linhas de campos de duas fontes distintas podem ter efeito repulsivo (campos de "sinais" iguais se repelem) ou atrativas (campos de "sinais" diferentes se atraem). Para essa pergunta, considerarei somente os campos atrativos.

Então, a força que seguraria o ímã à placa metálica depende do número de linhas de campo que entram (amarram/abraçam) na placa e também a área da placa onde estão passando essas linhas. Quanto mais linhas, mais forte será a ligação. Fixada a quantidade de linhas, quanto maior a área, maior será a força de atração.

Resumindo, podemos imaginar cada linha de campo com uma corda segurando a placa. Posso fazer dois buracos, passar essa corda por eles e segurar as duas pontas pelo lado de fora. Eu terei uma certa força (uma tensão sobre a corda) e uma certa pressão sobre a placa. Eu posso fazer dois outros buracos, agora mais distantes entre si que os primeiros. O que as linhas de campo fazem é manter essa pressão, portanto, a força será maior (pode-se perceber isso pensando da seguinte forma: para fazer a linha sair de uma lado e chegar a outro, preciso de uma certa força. Fazer essa MESMA linha sair de um lugar e chegar a outro mais distante precisarei de mais força).

Concluindo, entendo que a força resultante da união de diversos ímãs será multiplicada sim pelo número de ímãs, o que não é, de fato trivial. Se eu tivesse uma carga elétrica atraindo, por exemplo, um ânion e depois colocasse próximo outra carga elétrica, a força de atração NÃO SERIA DUPLICADA (haveria a soma vetorial das forças que não é igual a soma escalar, apesar de ser próxima quando as cargas estiverem muito próximas. Detalhes ficam para uma outra pergunta...)

link|flag

Your Answer

Not the answer you're looking for? Browse other questions tagged or ask your own question.