Flutuação magnética

Explicando o fenômeno

Borges e Nicolau
No vídeo o experimentador usa um ímã dourado em forma de cilindro e um paralelepípedo negro de material desconhecido, provavelmente uma liga cerâmica. Em condições normais de temperatura o ímã e o paralelepípedo não interagem.

Colocado no recipiente branco e resfriado por meio de um líquido, o paralelepípedo atinge temperatura abaixo da crítica (Tc) e torna-se um supercondutor.

O observador então aproxima o ímã do "supercondutor" e acontece o fenômeno da levitação. O fluxo magnético do campo magnético do ímã varia durante a aproximação e induz correntes no supercondutor, estas, por sua vez, geram um campo magnético que interage com o campo do ímã, repelindo-o.

Retirado do líquido resfriante o supercondutor recebe calor do meio ambiente e sua temperatura aumenta, até atingir novamente o valor crítico. A partir daí a resistência elétrica, até então inexistente, começa a aumentar e com isso a intensidade da corrente diminui. O campo magnético vai perdendo intensidade até desaparecer. O ímã então pousa suavemente sobre o paralelepípedo cerâmico que perdeu os superpoderes e já não é super, mas apenas um simples condutor.

Note que há uma semelhança entre o fenômeno observado e a indução elétromagnética.

Ao aproximarmos ou afastarmos um ímã de uma espira condutora a variação do fluxo magnético induz o aparecimento de uma corrente que percorre a espira e gera um campo magnético.

Quando ímã e espira se aproximam a corrente induzida origina um campo que se opõe à aproximação, isto é, origina um campo magnético de repulsão.

Quando ímã e espira se afastam a corrente induzida origina um campo que se opõe ao afastamento, isto é, origina um campo magnético de aproximação.

A interação entre o ímã e o supercondutor obedece a um princípio semelhante, como mostra o vídeo.

O supercondutor não deixa o ímã aproximar-se, produzindo a levitação, mas também impede que se afaste, o que é comprovado visualmente. O operador ao retirar o supercondutor do recipiente, o faz "rebocando-o" por meio do ímã.

Veja o vídeo novamente

Ponte de Wheatstone

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Ponte em equilíbrio

Borges e Nicolau

O circuito acima representa uma Ponte de Wheatstone. Estando a ponte em equilíbrio, o galvanômetro ligado entre os pontos C e D não acusa passagem de corrente. Podemos concluir que VC = VD.

As tensões UAC e UAD são iguais, portanto R1.i1 = R2.i2 (1)

As tensões UCB e UDB são iguais, portanto R3.i1 = R4.i2 (2)

Dividindo-se membro a membro (1) e (2) resulta:

R1 . R4 = R2 . R3

Resposta da questão de 03 / 08

Dinamômetro

Borges e Nicolau

O dinamômetro lê a intensidade da força que atua no fio onde está inserido.

A resposta é 200 N.

Gaiola de Faraday

Eletrostática

Museu da Ciência de Boston

A gaiola de Faraday

Do livro "Os Fundamentos da Física", volume 3, pág. 89

Michael Faraday (1791-1867), originário de uma família humilde, estudou sozinho e com grande dificuldade, mas se tornou, graças a seu esforço e dedicação, um notável cientista. A Eletricidade deve a ele grande parte de seu desenvolvimento.

Dentre as muitas experiências e realizações de Faraday, é relevante a construção de uma gaiola metálica, por ele utilizada para demonstrar que condutores carregados eletrizam-se apenas em sua superfície externa.

O próprio Faraday entrou na gaiola, grande o suficiente para abrigá-lo, e fez com que seus assistentes a eletrizassem intensamente.

Da gaiola, mantida sobre suportes isolantes, chegaram a saltar faíscas, mas o cientista, em seu interior, não sofreu efeito elétrico algum. Faraday conseguiu assim comprovar sua tese, da qual se originou a utilização das blindagens eletrostáticas que protegem os aparelhos sensíveis de interferências elétricas externas.

Mecânica

Medindo a intensidade da força

Borges e Nicolau

Na figura acima temos um sistema em equilíbrio. O retângulo verde representa um dinamômetro. Supondo fios e polias ideais e desprezando-se os atritos, qual é a leitura do dinamômetro, sabendo-se que as massas azuis são iguais a 20 kg. Considere g = 10 m/s².

Qual é o filme?

Desafio premiado

Uma questão que vale prêmio. Durante três dias você poderá responder e ganhar um exemplar do livro “Os Movimentos - Pequena abordagem sobre mecânica", de Nicolau Gilberto Ferraro. Participe, apenas o primeiro acertador será contemplado. Está aberto o desafio: qual é o nome do filme? Justifique.

Borges e Nicolau

Um transeunte curioso parou para observar os trabalhos de uma obra, situando-se embaixo de uma polia com uma massa de 20 kg do lado direito e outra massa, de 5 kg, do lado esquerdo, conforme a figura abaixo. Nesse instante os trabalhadores que estavam calibrando o sistema com a finalidade de levantar cargas, iniciaram o teste usando cordas com resistência à tração de 158 N. Supondo os fios e a polia ideais, g = 10 m/s² e, desprezando-se os atritos, você seria capaz de associar a situação ao título de um filme que fez sucesso recentemente?