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Fluido ferromagnético magnetizado por um ímã em um museu de ciências. E LI ZA V E TA G A LI TC K A IA /S H U TT E R S TO C K CAPÍTULO Competência • C1, C2 e C5 Habilidades • H1, H4, H6, H11, H12, H24, H28, H29, H31 e H32 ELETROMAGNETISMO: CONCEITOS INICIAIS1 PF_SESI_EM3_LA_CAD 9.indb 6 03/10/2023 18:35:19 7Eletromagnetismo: fundamentos e aplicações ÍMÃS E CAMPOS MAGNÉTICOS Os ímãs sempre intrigaram por suas propriedades, como o fato de poderem inte- ragir com objetos à distância. Se você tivesse, por exemplo, que mover um clipe sobre uma mesa, poderia utilizar um ímã para movê-lo sem precisar encostá-lo. Essa interação entre os ímãs e alguns objetos, como os clipes, que ocorre mesmo a distância, pode ser explicada a partir do conceito de campo. O conceito de campo exige certa abstração, já que os órgãos dos sentidos não são capazes de detectá-los (você não pode ver, tocar, cheirar ou ouvir campos); entretanto, os campos existem e podem nos explicar a interação entre objetos distantes. Uma forma de mapear a região de campo magnético ao redor de um ímã é espalhar limalha de ferro (pequenos fragmentos de ferro) ao seu redor. O alinhamento da limalha de ferro se dá de tal maneira que nos permite ter uma ideia do campo magnético produzido naquela região do espaço. Podemos, ainda, definir um vetor que represente esse campo magnético. Esse vetor é denominado indução magnética. Os vetores devem ser representa- dos por uma reta com direção e sentido. O vetor campo de indução magnética terá o mesmo sentido do polo norte de uma bússola colocada numa determinada região. Em outras palavras, se conhecermos o vetor indução magnética em um ponto do espaço, saberemos para onde apontará o polo norte da agulha de uma bússola nesse mesmo ponto do espaço. Observe o campo magnético ao redor de um ímã em forma de barra e como se posicionam algumas bússolas. O vetor indução magnética, que será representado por B , deve ser tangente às linhas e com o mesmo sentido do polo norte da bússola. Diante disso, podemos dizer que as linhas de indução magnética “saem” do polo norte e “entram” no polo sul de um ímã. SH U TT E R S TO C K S TU D IO /S H U TT ER ST O CK O alinhamento da limalha de ferro nos permite mapear o campo magnético ao redor de um ímã. Materiais ferromagnéticos, paramagnéticos e diamagnéticos Alguns materiais como o ferro, o níquel e o cobalto, quando colocados próximos aos ímãs, são fortemente atraídos e também ficam magnetizados sendo chamados de ferromagnéticos. Outros materiais, como o alumínio e o magnésio, são muito fracamente atraídos por ímãs, por isso são classificados como paramagnéticos. Materiais como a prata e o cobre, na presença de um campo magnético, geram campos com sentido oposto ao aplicado e são denominados diamagnéticos. Linhas que representam o campo magnético ao redor de um ímã em forma de barra. B B B B K IC K Y _P R IN C E S S /S H U TT E R S TO C K As linhas de campo magnético não existem apenas fora dos ímãs, elas também ocorrem den- tro e, portanto, são linhas fechadas, diferentemente das linhas de campo elétrico, que são abertas. É importante notar ainda que as linhas de campo magnético são mais concentradas nas proxi- midades do ímã. Isso revela que a intensidade do campo magnético nessa região é maior, enquanto, à medida que nos afastamos, a distância entre as linhas aumenta, indicando um campo menos intenso. CI ÊN CI AS D A NA TU RE ZA E SU AS TE CN OL OG IA S PF_SESI_EM3_LA_CAD 9.indb 7 03/10/2023 18:35:22 Eletromagnetismo: fundamentos e aplicações8 Como representar vetores no espaço tridimensional CAMPO MAGNÉTICO GERADO POR FIO RETILÍNEO MUITO LONGO PERCORRIDO POR CORRENTE A eletricidade e o magnetismo sempre foram pensados separadamente, até que o experimento do dinamarquês Hans Christian Oersted em 1820 unificou essas duas áreas. Ele verificou que, ao aproximar uma bússola de um fio percorrido por corrente elétrica, a agulha sofria uma deflexão (desvio), indicando a presença de um campo magnético. Com o experimento, o campo magnético ao redor do fio é formado por linhas circulares perpen- diculares ao fio, e que o sentido da corrente elétrica interfere no sentido do vetor indução magnética. Quando invertemos o sentido da corrente elétrica, invertemos o sentido do vetor indução magnética. Vamos caracterizar o vetor indução magnética B , gerado por correntes elétricas em fios retilí- neos muito longos, e para isso utilizaremos uma regra prática: a regra da mão direita. Envolva mentalmente o fio percorrido pela corrente com a mão direita, colocando o polegar no sentido da corrente. Os outros dedos mostram a orientação das linhas de campo magnético produzidas pela passagem da corrente elétrica. No estudo do eletromagnetis- mo, constantemente você irá se deparar com situações em que será necessário representar um vetor que aponte para fora do plano da página. Nessas situações, você deverá utilizar o símbolo . Se o vetor apontar para dentro da página, utilizare- mos o símbolo . Visão do observador. Visão do observador. LA B 21 2 vetor entrando vetor saindo Oersted demonstrando o desvio da agulha magnética pela corrente elétrica. M O R P H A R T C R E A TI O N /S H U TT E R S TO C K B B i i LA B 21 2 O módulo do campo magnético (B) produzido pela corrente elétrica (i) em ponto situado a uma distância (d) de um fio retilíneo muito longo é dado por: Nessa expressão, a grandeza representa a permeabilidade magnética do meio (medida do campo magnético no interior de um material). Essa grandeza depende do meio e, no Sistema Inter- nacional, sua unidade é o T m A tesla metro ampére . No vácuo, a permeabilidade magnética é chamada 0 e seu valor é 0 4 10 7 Tm A . Observação: quando dizemos que o fio é muito longo, garantimos que estamos medindo o campo magnético em um ponto longe das extremidades do fio. B i 2 d LA B 21 2 i N S N S N S i i = 0 BBB PF_SESI_EM3_LA_CAD 9.indb 8 03/10/2023 18:35:24 9Eletromagnetismo: fundamentos e aplicações Curiosidade Magnética Você conhece o capitão Jack Sparrow, do filme Piratas do Caribe? Além de esperto e engraçado, ele tem uma bússola mágica que sempre aponta para o que ele mais deseja no mundo. No mundo real, as bússolas são baseadas totalmente na ciência, mas não deixam de ser tão incríveis quanto aquela – afinal, sem elas as aventuras de piratas e navega- dores de verdade jamais aconteceriam! Você sabe como esses instrumentos funcionam? De maneira geral, a bússola utiliza os campos magnéticos da Terra para determinar para que lado fica o Norte e, assim, orientar o viajante. Isso é possível porque o núcleo da Terra é formado por metal em estado líquido e sólido. Ele gera um campo magnético que transforma nosso globo em um grande ímã, com polos norte e sul, localizados próximo aos pólos Norte e Sul geográficos – aqueles que sinalizamos no mapa. A agulha da bússola também é um ímã, que se alinha ao campo magnético da Terra, apontando para o sul magnético do planeta. Mas espera aí: a bússola não aponta para o Norte? Pode parecer estranho, mas os polos magnéticos e geográficos da Terra são in- vertidos, ou seja, o sul magnético está localizado no Norte geográfico e vice-versa. Que baita confusão! Isso acontece porque as orientações de Norte e Sul nos mapas foram estabelecidas antes de entendermos o magnetismo da Terra. Quando os cientistas perceberam que os polos magnéticos e geográficos estavam invertidos, já era muito tarde… Para evitar confusão e não ser necessário mudar todos os mapas conhecidos, ficou assim mesmo. E aí vai mais uma informação para você ficar de queixo caído: em alguns momentos do passado, os polos magnéticos da Terra já foram diferentes – o polo norte magnético já virou polo sul e vice-versa. “Esse tipo de mudança drástica é algo natural e já ocorreu diversas vezes”, con- ta Eder Molina, geofísico do Institutode Astronomia, Geofísica e Ciências Atmos- féricas da Universidade de São Paulo. “Vai acontecer de novo. Só não é possível prever exatamente quando – provavelmente daqui a milhares de anos”. As consequências do fenômeno, segundo ele, podem até fazer o campo magné- tico da Terra, que protege nosso planeta da radiação solar, deixar de existir por algum tempo. Viu só? As bússolas reais não deixam nada a dever às bússolas do cinema – também são cheias de mistério e curiosidade! CURIOSIDADE Magnética. Ciência Hoje das Crianças. Disponível em: . Acesso em: 25 nov. 2019. LI G H TF IE LD S TU D IO S /S H U TT E R S TO C K PARA AMPLIAR CI ÊN CI AS D A NA TU RE ZA E SU AS TE CN OL OG IA S PF_SESI_EM3_LA_CAD 9.indb 9 03/10/2023 18:35:27 Eletromagnetismo: fundamentos e aplicações10 PARA AMPLIAR O Spin que move o mundo O advento da física quântica no início do século passado foi, sem dúvida, uma das maiores revoluções científicas de todos os tempos. O novo olhar que ela trouxe em relação ao mundo que nos cerca não influenciou apenas a física, mas também muitas outras áreas do conhecimento, como a química, a biologia, além da filosofia e até as artes. A física quântica mudou conceitos como causa e efeito, partículas e ondas, tempo e energia O maior impacto que a física quântica nos trouxe foi a modificação na forma como compreendemos a natureza na escala atômica. Para isso, foi necessária uma mudança de paradigma que nos levou a situações que podem parecer absurdas e antagônicas se vistas do ponto de vista que estamos habituados a usar – a visão da física clássica, regida pelas leis da mecânica newtoniana, da termodinâmica e do eletromagnetismo, que eram os pilares dessa disciplina até o final do século 19. Na descrição microscópica proposta pela física quântica, alguns conceitos do nosso cotidiano devem ser mudados, como o de causa e efeito, partículas e ondas, tempo e energia. Além disso, no estranho mundo quântico existem algumas entidades que não têm análogo com o mundo macroscópico e que, por isso, são de difícil compreensão, embora muitas delas estejam mais presentes no nosso cotidiano do que somos capazes de imaginar. Entre elas, talvez uma das mais fascinantes seja o spin, presente na aplicação de muitos fenômenos cotidianos. Sistema planetário Quando falamos em átomos, a maioria das pessoas pensa em um sistema planetário em miniatura, na qual o núcleo atômico positivo (constituído por nêutrons e prótons) faria o papel do Sol, e os elétrons seriam os planetas, com órbitas bem definidas. Esse movimento geraria o que chamamos de momento angular, que está associado à velocidade de rotação (velocidade angular) e com a massa do corpo. Continuando com essa analogia, poderíamos imaginar que os elétrons, como os planetas, teriam um movimento ao redor de um eixo de rotação. Como os elétrons têm carga elétrica, esses mo- vimentos gerariam uma corrente e esta criaria um campo magnético, transformando assim os átomos em minúsculos ímãs. Contudo, essa analogia tem suas limitações, como todas as outras. As observações experimentais nos mostraram que elétrons e quaisquer outras partículas quânticas têm uma característica dual, ou seja, apresentam simultaneamente comportamento ondulatório ou corpuscular, dependendo do tipo de observação que se faça. Elétrons e outras partículas quânticas apresentam simultaneamente comportamento ondulatório ou corpuscular Os elétrons que compõem uma corrente elétrica transportada por um fio se comportam como se fossem pequenas esferas se movimentando entre os átomos. Já os mesmos elétrons emitidos pela ponta de um microscópio eletrônico se comportam com se fossem ondas espalhando e refletindo sobre uma superfície. Da mesma maneira, comparar a propriedade do spin a um "giro" do elétron ao redor de si mesmo significaria cometer uma grande imprecisão. A descoberta do spin Um capítulo importante para a descoberta dessa pro- priedade dos elétrons foi um experimento realizado em 1921 pelos físicos alemães Otto Stern (1888-1969) e Walther Gerlach (1889-1979). Nesse experimento, eles fizeram com que um feixe de átomos de prata eletricamente neutros, produzidos a partir da evaporação em um forno, passasse por um campo magnético não uniforme. O campo magnético desviava os átomos de prata, como se estes fossem pe- quenos ímãs, e eles atingiam uma placa fotodetectora. Modelo mecânico do sistema solar. A maioria das pessoas relaciona a organização do átomo com o sistema planetário, no qual a estrela representa o núcleo e os planetas, os elétrons seguindo órbitas bem definidas. 3D S C U LP TO R /S H U TT E R S TO C K A placa ao lado, no Instituto de Física de Frankfurt (Alemanha), comemora o experimento de Stern (à esquerda) e Gerlach (à direita) que levou à descoberta do spin. FR A N K B E H N S E N /W IK IM E D IA C O M M O N S PF_SESI_EM3_LA_CAD 9.indb 10 03/10/2023 18:35:30 11Eletromagnetismo: fundamentos e aplicações Os resultados obtidos foram totalmente inesperados e surpreendentes. O esperado era que os “polos magnéticos” desses átomos apontassem para qualquer direção, mas eles apontavam apenas para duas direções no espaço. Esse estranho resultado foi associado à propriedade que denominamos de spin. O spin é uma propriedade que não se compara com nada que existe à nossa volta. Ele está associado com a maneira como os elétrons ocupam os níveis de energia no átomo. Um elétron pode ter o spin “up” (para cima) ou “down” (para baixo). O spin é uma propriedade que não se compara com nada que existe à nossa volta Essa nomenclatura é apenas para diferenciar duas situações, pois não existe “para cima” e “para baixo” nos átomos. O spin é uma carac- terística intrínseca das partículas elementares. Mas por que a propriedade do spin é tão importante, a ponto de escrevermos uma coluna tentando explicá-la? Por que isso interessaria a alguém? Propriedades magnéticas O spin, no caso dos elétrons, quando combinado com o momen- to angular que essas partículas possuem ao redor do átomo, é responsável pelas propriedades magnéticas da matéria. A intera- ção entre o spin e o momento angular é que faz com que surja o magnetismo da matéria. Materiais magnéticos têm uma infinidade de aplicações – dos ímãs de geladeira para fixarmos os recados que não queremos esquecer aos ímãs utilizados em motores elétricos, passando pe- los materiais utilizados para a gravação magnética de informação nos discos rígidos dos computadores. A maior parte das informações existentes atualmente está grava- da magneticamente em discos rígidos nos computadores espa- lhados por todo mundo. A gravação de cada informação é feita por meio da aplicação de campos magnéticos sobre o material magnético do sistema de gravação. As informações são gravadas na forma de um código binário, como uma sequência de “0” e “1”. Pode-se representar, por exem- plo, o “0” como o polo norte de um pequeno ímã apontando para cima e o “1” com o polo norte apontando para baixo. Processamento de informação O spin dos elétrons também pode ser utilizado para uma nova aplicação que no momento está em desenvolvimento, para não somente armazenar informações, mas também processá-las. Os computadores atuais processam informações utilizando circuitos eletrônicos baseados no controle do fluxo de corrente elétrica através dos seus componentes. O processador de um computador realiza centenas de milhões de operações por segundo por meio do controle do fluxo de corrente elétrica através dos milhões de componentes em seu interior. Contudo, há um novo modelo que poderá substituir essa forma de processar informações. Ela se chama spintrônica – a eletrônica de spins, que tem como objetivo controlar o fluxo de corrente em um dispositivo não somente pela carga dos elétrons, mas também pelo spin. A carga elétrica do elétron é afetada pela ação de campos elétricos, mas o spin éafetado por campos magnéticos. Essa nova proposta poderá produzir dispositivos mais rápidos e que dissipem menos energia. A spintrônica poderá produzir dispositivos para processar informação mais rápidos e que dissipem menos energia Além disso, a utilização do spin no processamento de informações permitirá o desenvolvimento de novos algoritmos de computação, que poderão utilizar as propriedades quânticas do spin. Esse novo ramo de conhecimento chama-se de computação quântica. A descoberta de uma propriedade inusitada como o spin levou a uma melhor compreensão dos fenômenos magnéticos e estes permiti- ram o desenvolvimento de novas formas de processar e armazenar informações. Talvez em um futuro próximo possamos utilizar essa propriedade de forma que sequer somos capazes de imaginar, pois com certeza ainda não esgotamos todas as possibilidades que a física quântica nos apresenta. OLIVEIRA, A de. O spin que move o mundo. Ciência Hoje. Disponível em: . Acesso em: 5 set. 2019. Em aceleradores de partículas como o LHC (Large Hadron Collider, Grande Colisor de Hádrons, em tradução livre), magnetos poderosos são usados para direcionar os feixes de prótons. Essa é uma das mais notáveis aplicações do eletromagnetismo. A D A M H A R T- D A V IS /S C IE N C E P H O TO L IB R A R Y CI ÊN CI AS D A NA TU RE ZA E SU AS TE CN OL OG IA S PF_SESI_EM3_LA_CAD 9.indb 11 03/10/2023 18:35:31 Eletromagnetismo: fundamentos e aplicações12 1 (PUCC-SP) Dois fios, longos e retilíneos, são dispostos verti- calmente e distantes um do outro. Cada fio é percorrido por uma corrente elétrica i, de sentidos opostos. Uma bússola é colocada próxima a cada fio. O esquema que indica a orien- tação correta da agulha da bússola próxima a cada fio é a) i i b) i i c) i i d) i i e) i i Utilize a regra da mão direta. O sentido do campo magnético é o sentido do polo norte da agulha da bússola. 2 (Fuvest-SP) As figuras representam arranjos de fios longos, retilíneos, paralelos e percorridos por correntes elétricas de mesma intensidade. Os fios estão orientados perpendicu- larmente ao plano desta página e dispostos segundo os vértices de um quadrado. A única diferença entre os arran- jos está no sentido das correntes: os fios são percorridos por correntes que entram ou saem do plano da página. O campo magnético total é nulo no centro do quadrado apenas em: a) I. b) II. c) I e II. d) II e III. e) III e IV. 3 (IFSP) Considere dois fios retilíneos e muito extensos situa- dos nas arestas AD e HG de um cubo conforme figura a seguir. Os fios são percorridos por correntes iguais a i nos sentidos indicados na figura. O vetor campo magnético in- duzido por estes dois fios, no ponto C, situa-se na direção do segmento A D i i C B E F GH 1F S P 2 01 1 Obs: desconsidere o campo magnético terrestre. a) CB. b) CG. c) CF. d) CE. e) CA. 4 (Unicamp-SP) O alicate-amperímetro é um medidor de cor- rente elétrica, cujo princípio de funcionamento baseia-se no campo magnético produzido pela corrente. Para se fazer uma medida, basta envolver o fio com a alça do amperíme- tro, como ilustra a figura abaixo. a) No caso de um fio retilíneo e longo, pelo qual passa uma corrente i, o módulo do campo magnético produzido a uma distância r do centro do fio é dado por B = 0 i 2 r onde 0 4 10 7 Tm A . Se o campo magnético num ponto da alça circular do ali- cate da figura for igual a 1,0 10 5 T, qual é a corrente que percorre o fio situado no centro da alça do amperímetro? b) A alça do alicate é composta de uma bobina com vá- rias espiras, cada uma com área A = 0,6 cm2. Numa certa medida, o campo magnético, que é perpendicular à área da espira, varia de zero a 5 10 T em 2 10 3 s. Qual a força eletromotriz, , em uma espira? A lei de indução de Faraday é dada por: t , por onde é o fluxo magnético, que, nesse caso, é igual ao produto do campo magnético pela área da espira. H4 H4 FU V E S T 20 17 H4 H4 U N IC A M P 2 00 8 2,5 cm alça do amperímetro H6 H11 Legenda: corrente emergindo da folha Obs: Despreze o campo magnético terrestre. N S corrente penetrando na folha PARA CONSTRUIR PF_SESI_EM3_LA_CAD 9.indb 12 03/10/2023 18:35:32 13Eletromagnetismo: fundamentos e aplicações 5 (Vunesp) Dois fios longos e retilíneos, 1 e 2, são dispostos no vácuo, fixos e paralelos um ao outro, em uma direção perpendicular ao plano da folha. Os fios são percorridos por correntes elétricas constantes, de mesmo sentido, saindo do plano da folha e apontando para o leitor, repre- sentadas, na figura, pelo símbolo . Pelo fio 1 circula uma corrente elétrica de intensidade i1 9 A e, pelo fio 2 uma corrente de intensidade i2 16 A. A circunferência trace- jada, de centro C, passa pelos pontos de intersecção entre os fios e o plano que contém a figura. Considerando 0 4 10 7 T m A , calcule o mó- dulo do vetor indução magnética resultante, em tesla, no centro C da circunferência e no ponto P sobre ela, definido pelas medidas expressas na figura, devido aos efeitos simul- tâneos das correntes i 1 e i 2 . Leia o trecho a seguir e responda à questão. Para entender como o aparelho de tomografia por ressonância magnética funciona, vamos começar pela palavra “magnética”. O maior e mais importante com- ponente em um sistema de ressonância magnética é o magneto. O magneto de um sistema de ressonância magnética é classificado por uma unidade de medida conhecida como tesla. Outra unidade normalmente usada com magnetos é o gauss (1 tesla = 10 mil gauss). Os magnetos utilizados nos sistemas de ressonância magnética atualmente estão dentro da faixa de 0,5 a 2 tesla, ou de 5 mil a 20 mil gauss. Os campos magné- ticos maiores do que 2 tesla não foram aprovados para uso médico, apesar de haver magnetos muito mais po- derosos (até 60 tesla) sendo utilizados em pesquisas. Comparado com o campo magnético de 0,5 gauss da Terra, dá para ver a força desses magnetos. Números assim ajudam a compreender racional- mente a força magnética, mas os exemplos diários também são úteis. O local do aparelho de tomografia por ressonância magnética pode ser um lugar perigoso se não tomamos precauções muito severas. [...] Adaptado de: GOULD, Todd. Como funciona a geração de imagens por ressonância magnética. Disponível em: . Acesso em: 20 dez. 2019 6 O aparelho de ressonância magnética é utilizado, principal- mente, em exames médicos que necessitam de um alto ní- vel de detalhamento, pois fornece uma visão incomparável do interior do corpo humano em relação aos outros tipos de exame por imagens. Pesquise mais sobre o assunto e responda aos itens a seguir. a) Sabendo que o aparelho de ressonância magnética utiliza eletromagnetismo para obter imagens, explique o moti- vo de o local onde se encontra esse aparelho ser um lugar perigoso se não tomarmos precauções. b) Quais as precauções que devem ser tomadas ao entrar em uma sala de ressonância magnética? Esse aparelho atende a todos os pacientes? H1 40 cm 30 cm P C fio 2 fio 1 U N E S P 2 01 5 H24 CI ÊN CI AS D A NA TU RE ZA E SU AS TE CN OL OG IA S PF_SESI_EM3_LA_CAD 9.indb 13 03/10/2023 18:35:32 Eletromagnetismo: fundamentos e aplicações14 1 (Vunesp) A bússola interior A comunidade científica, hoje, admite que cer- tos animais detectam e respondem a campos magné- ticos. No caso das trutas arco-íris, por exemplo, as células sensoriais que cobrem a abertura nasal desses peixes apresentam feixes de magnetita que, por sua vez, respondem a mudanças na direção do campo magnético da Terra em relação à cabeça do peixe, abrindo canais nas membranas celulares e permitin- do,assim, a passagem de íons; esses íons, a seu tur- no, induzem os neurônios a enviarem mensagens ao cérebro para qual lado o peixe deve nadar. As figuras demonstram esse processo nas trutas arco-íris: Norte Linhas de campo magnético Poro bloqueado Membrana celular Poro aberto Feixes de magnetita Íon Norte Na situação da figura 2, para que os feixes de magnetita voltem a se orientar como representado na figura 1, seria necessário submeter as trutas arco-íris a um outro campo magnético, simultâneo ao da Terra, melhor representado pelo vetor a) b) c) d) e) 2 (FEI-SP) Um fio de cobre, reto e extenso é percorrido por uma corrente i 1,5 A. Qual é a intensidade do vetor campo magnético originado em um ponto a distanciar r 0,25 m do fio? Dados: 0 4 10 7 T m A 1 a) B 10 6 T b) B 0,6 10 6 T c) B 1,2 10 6 T d) B 2, 4 10 6 T e) B 2, 4 10 6 T 3 (PUC-MG) Dois fios condutores retilíneos cruzam-se per- pendicularmente. A corrente no condutor X tem intensida- de i e, no condutor Y, a corrente é 3i. Seja B o módulo do campo magnético criado pela corrente de X, no ponto P. O módulo do campo resultante em P é: P dd i xy 3i a) zero b) B c) 2B d) B 2 e) B 3 4 (Ufpel-RS) Pedro realiza experiências no Laboratório de Física de sua escola, utilizando a montagem mostrada na figura a seguir. Com o circuito aberto, ele verifica que a agulha mag- nética orienta-se na direção Norte-Sul. Fechando o circuito, de forma que uma corrente elétrica percorra o fio, a agulha movimenta-se e orienta-se, aproximadamente, numa dire- ção perpendicular ao condutor. Pedro acha estranho que uma corrente elétrica possa influenciar a orientação de um ímã. Para ajudá-lo a compreender o que está acontecendo, você explica que as cargas elétricas em movimento no fio: + – i a) geram um campo magnético cujas oscilações provocam desvios em todos os ímãs nas proximidades do fio. b) geram um campo elétrico uniforme que tende a anular o efeito do campo magnético terrestre. c) geram um campo elétrico que interfere com o campo mag- nético da agulha, ocasionando desvio. d) geram um campo magnético uniforme, de forma que a agulha tende a orientar-se perpendicularmente a ele. e) geram um campo magnético que se soma ao campo terres- tre, provocando o desvio da agulha. H11 (Scientific American Brasil – Aula Aberta, n o 13. Adaptado.) figura 1 figura 2 U N E S P 2 01 3 H6 H1 H29 H4 H6 H32 LA B 21 2 H1 H11 H12 LA B 21 2 FAÇA VOCÊ MESMO PF_SESI_EM3_LA_CAD 9.indb 14 03/10/2023 18:35:34 15Eletromagnetismo: fundamentos e aplicações Campo magnético gerado por uma espira circular percorrida por corrente Utilizando a regra da mão direita para verificar o campo magnético gerado ao redor de uma espira circular que está sendo percorrida por corrente elétrica, vamos obter a seguinte situação: LA B 21 2Mão direita Mão direita Vimos, nos ímãs em forma de barra, que as linhas de campo magnético “saem” do polo norte e “entram” no polo sul. Na espira circular percorrida por corrente, conseguimos verificar algo parecido com as linhas saindo de uma face e entrando na outra. Observador 2 Observador 1 LA B 21 2 Observe na figura acima que, na face voltada para o observador 1, as linhas estão saindo da espira e, na face que está voltada para o observador 2, as linhas estão entrando. Assim, dizemos que o observador 1 vê a face norte e o observador 2 vê a face sul. Campo magnético gerado ao redor de uma espira. Espira com dois observadores inseridos em lados opostos. O observador 1 vê a face norte e o observador 2 vê a face sul da espira. A regra da mão direita pode ajudar na identificação da polarização das faces de uma espira per- corrida por corrente, como na imagem a seguir. i i i i i i ii BB LA B 21 2 Na face norte, é possível ver a corrente percorrendo o sentido anti-horário e, na face sul, a corrente percorrendo o sentido horário. CI ÊN CI AS D A NA TU RE ZA E SU AS TE CN OL OG IA S PF_SESI_EM3_LA_CAD 9.indb 15 03/10/2023 18:35:34 Eletromagnetismo: fundamentos e aplicações16 A intensidade do campo magnético (B) no centro de uma espira de raio (R) e percorrida por uma corrente (i) é dada pela expressão: B i 2 R Se fizermos um enrolamento com N espiras justapostas de tal maneira que a espessura e seja bem menor que o raio da espira (a espessura pode ser desprezada diante do diâmetro da espira), teremos uma bobina chata, e a intensidade do campo magnético no seu centro será dada pela expressão: B N i 2 R i R e i B LA B 21 2 Campo magnético gerado por um solenoide percorrido por corrente Se enrolarmos N espiras formando uma longa bobina de comprimento L, teremos um solenoi- de como o representado na figura abaixo. A razão entre o número de espiras e o comprimento do solenoide é chamada de densidade de espiras, n. n N L O campo magnético gerado pela corrente que o atravessa também pode ser obtido pela regra da mão direita. Notamos que esse campo é bem similar ao campo gerado pelo ímã em forma de barra. Verificamos que, no interior do solenoide, as linhas de campo são paralelas e equidistantes. Isso indica que o campo magnético nessa região é uniforme. L ii i i i i i i B LA B 21 2 A intensidade do campo magnético no interior de um solenoide de comprimento L, com N espiras e percorrido por corrente elétrica i, é dada pela expressão: B N i L Como n N L , podemos escrever também: B n i Os solenoides são comuns em aparelhos que utilizam eletroímãs pelo fato de gerarem um campo magnético exatamente igual ao dos ímãs em forma de barra. PF_SESI_EM3_LA_CAD 9.indb 16 03/10/2023 18:35:35 17Eletromagnetismo: fundamentos e aplicações PARA AMPLIAR O que é o campo magnético da Terra e o que ele influencia? Um dia, num futuro distante, as bússolas deixarão de apontar o norte É uma gigantesca distorção magnética criada pelo núcleo terrestre, que funcio- na como um ímã. O núcleo é dividido em duas partes, a interna, formada por ferro, níquel e outros metais em estado sólido, e a externa, em que esses elementos estão na forma líquida. Por causa da rotação terrestre, os metais líquidos estão em movimento constante, o que produz correntes elétricas. Essa é a chamada Teoria do Dínamo, que diz que as cargas elétricas no núcleo externo originam o campo magnético, que exerce influência em todo o planeta. A principal função dele é a manutenção da atmosfera e, consequentemente, da vida na Terra. O campo magnético protege as camadas de ar ao minimizar ataques de ventos solares. Sem tal defesa, as partículas lançadas pelo Sol arrancariam a atmosfera do planeta. Um ímãzão desses, bicho! Campo magnético influencia de minhocas até auroras boreais 1. PAREM AS MÁQUINAS Quando erupções solares massivas entram em contato com o campo magnético da Terra, ocorre a tempestade magnética. Essas partículas ejetadas pelo Sol criam correntes elétricas, que interferem no campo da Terra. Assim, as perturbações afetam equipamentos de aviação, satélites, sistemas de comunicação e navegação. 2. CORRA E OLHE O CÉU As auroras boreal e austral são o resultado de tentativas de partículas carregadas, ejetadas pelo Sol, em penetrar na atmosfera. Quando esses íons atingem o campo magnético terrestre, eles são desviados, principalmente para os polos. Lá, interagem com os átomos de oxigênio e nitrogênio, que liberam fótons (partículas de luz), criando, assim, as auroras. 3. ANIMAIS Um estudo da Universidade do Texas (EUA) identificou uma molécula no cérebro da minhoca que age como um sensor que orienta o animal em relação ao campo magnético. Outro estudo diz que o magnetismo funciona não só como bússola mas também como visor para aves migratórias: ele reforça brilhos e cores no campo de visão dos pássaros, guiando-os. [...] HARADA, J. O que é o campo magnético da Terra? O que ele influencia? Superinteressante. .Acesso em: 5 set. 2019. 1. O campo magnético da Terra é aproximadamente 6 · 10–5 T nos polos magnéticos e aponta verticalmente para baixo no polo magnético no hemisfério norte. No centro da Terra, o campo magnético é aproximadamente 100 vezes maior. Se o campo magnético fosse originado de uma corrente elétrica circulando em um anel com raio igual ao núcleo de ferro interno da Terra (aproximadamente 1 300 km), responda: a) Qual seria a intensidade dessa corrente elétrica na espira imaginária do núcleo? b) Que sentido teria esta corrente? O mesmo do movimento de rotação da Terra ou o oposto? Explique sua resposta. E LE N A 11 /S H U TT E R S TO C K Explosões de partículas e campo magnético do Sol impactam a magnetosfera, bolha magnética ao redor da Terra. Elementos desta imagem foram fornecidos pela NASA. CI ÊN CI AS D A NA TU RE ZA E SU AS TE CN OL OG IA S PF_SESI_EM3_LA_CAD 9.indb 17 03/10/2023 18:35:36 Eletromagnetismo: fundamentos e aplicações18 MAGNETISMO ANIMAL: O QUE A CIÊNCIA SABE SOBRE O SENTIDO MAGNÉTICO NOS SERES VIVOS? É uma gigantesca distorção magnética criada pelo núcleo terrestre, que funciona como um ímã. O núcleo é dividido em duas partes, a interna, formada por ferro, níquel e outros metais em estado sólido, e a externa, em que esses elementos estão na forma líquida. Por causa da rotação terrestre, os metais líquidos estão em movimento constante, o que produz correntes elétricas. Essa é a chamada Teoria do Dínamo, que diz que as cargas elétricas no núcleo externo originam o campo magnético, que exerce influência em todo o planeta. A principal função dele é a manutenção da atmosfera e, consequentemente, da vida na Terra. O campo magnético protege as camadas de ar ao minimizar ataques de ventos solares. Sem tal defesa, as partículas lançadas pelo Sol arrancariam a atmosfera do planeta. Ao longo de [milhões] de anos, animais têm desenvolvido as mais variadas respostas para a detecção de luz, gravidade, eletri- cidade, entre outros fenômenos. Não seriam eles também sensíveis – cada um a seu modo – ao campo magnético da Terra? A resposta a essa pergunta quase óbvia, mas complexa, tem motivado vários grupos de pesquisa no mundo – inclusive, no Brasil. Campos magnéticos são gerados diariamente em praticamente todo lugar em que exista um ímã ou um fio conduzindo eletricidade. O planeta Terra também gera um campo magnético, chamado campo geomagnético. Na presença dele, todos os seres vivos nascem, crescem, envelhecem e morrem. Portanto, é difícil acreditar que os seres vivos sejam sensíveis a diferentes fatores físicos (luz, gravidade, pressão e eletricidade) e não o sejam a campos magnéticos. Ao longo do século passado, pesquisas de comportamento mostraram que os animais são, sim, sensíveis a campos magnéticos. Mais: que podem usar a informação do campo geomagnético nas migrações de grandes distâncias e para se orientarem na exploração de suas vizinhanças. ACOSTA-AVALOS, Daniel. Magnetismo animal: o que a ciência sabe sobre o magnetismo dos seres vivos? Ciência Hoje, nov. 2020. Disponível em: https://cienciahoje.org.br/artigo/magnetismo-animal/. Acesso em: 27 jul. 2022. 1. Em grupos, pesquisem sobre a influência do campo magnético terrestre nas migrações de diferentes tipos de animais, tais como tartarugas-marinhas, tubarões e aves migratórias. Produzam uma reportagem, vídeo ou podcast sobre o assunto pes- quisado e compartilhem com seus colegas. PARA AMPLIAR Caixa surpresa Vamos construir um circuito em três caixas e usaremos o que foi estudado sobre eletromagnetismo para descobrir o conteúdo de cada uma delas. Materiais • 3 caixas iguais externamente (podem ser caixas de fósforo, de filme fotográfico etc.) • 1 ímã. • 3 pedaços de fio de cobre encapado – dois com 35 cm e um com 44 cm de comprimento. • 1 eletroímã feito com um parafuso de 2 cm com fio de cobre enrolado com 9 voltas. • 3 lâmpadas de 3 V. • 3 interruptores. • 6 pilhas de 1,5 V. • 3 suportes para pilhas. • 1 bússola. • algodão. Montagem a. Furar as duas extremidades das três caixas, com espessura sufi- ciente para atravessar o fio de cobre encapado. b. Numerar as caixas: 1, 2 e 3, respectivamente. c. Caixa 1: montar o circuito passando o fio de cobre pelos furos da caixa, colocando 1 lâmpada, 2 pilhas com suporte e 1 inter- ruptor. d. Caixa 2: colocar dentro da caixa um ímã, um fio de cobre cor- tado preso no ímã com fita adesiva passando pelos dois furos da caixa. Montar o circuito com uma lâmpada, duas pilhas com suporte e um interruptor. Observação: o fio de cobre deverá es- tar cortado para que o circuito fique aberto, mesmo usando o interruptor, mas a montagem deverá dar a impressão de que o circuito pode ser fechado pelo interruptor. e. Caixa 3: montar um eletroímã com o fio de cobre esmaltado, EXPERIMENTANDO PF_SESI_EM3_LA_CAD 9.indb 18 03/10/2023 18:35:36 19Eletromagnetismo: fundamentos e aplicações dando nove voltas no parafuso, colocá-lo dentro da caixa e montar também o circuito com uma lâmpada, dois pilhas com suporte e um interruptor. LA B 21 2 1 2 3 Montagem do experimento. Dicas 1. Preencher todo o espaço das três caixas com algodão para que, ao balançar as caixas, não seja possível identificar o que tem dentro. 2. As três caixas devem ter aproximadamente a mesma massa. Para isso, preencher com esferas de plástico ou outro ma- terial para aproximar as massas das caixas. f. Agora que as caixas estão montadas, serão realizados testes para verificar o que acontece em cada caso. Para isso, encubra os números das caixas com fita adesiva. A ideia é que com os conceitos de electromagnetismo, você e seus colegas tentem descobrir o comportamento do circuito de cada uma das caixas. g. Usar o conceito de circuito aberto e fechado. Verificar o que acon- tece com a lâmpada em cada caso, com o interruptor fechado. h. Observar o campo magnético com a bússola, fazer o mapea- mento e analisar. i. Diferenciar o campo magnético gerado nas três caixas. Realizando os testes Vocês têm três caixas aparentemente iguais. Com os números en- cobertos, tente descobrir o que tem dentro de cada uma usando os conceitos de eletromagnetismo. Para isso, você pode utilizar os seguintes recursos: • Audição: balançar as caixas. • Bússola. • Balança para verificar a massa. • Faça testes com o circuito ligado e depois desligado. 1. Como saber se em uma região realmente existe um campo magnético? 2. Como você pode descobrir a polaridade de um campo mag- nético? 3. Você descobriu o que há em cada caixa? Identifique. 4. Analisando o mapeamento da caixa 1, o que você observou e o que se pode concluir? 5. Analisando o mapeamento da caixa 2, o que você observou e o que se pode concluir? 6. Analisando o mapeamento da caixa 3, o que você observou e o que se pode concluir? 1 (Enem) Um guindaste eletromagnético de um ferro-velho é capaz de levantar toneladas de sucata, dependendo da intensidade da indução em seu eletroímã. O eletroímã é um dispositivo que utiliza corrente elétrica para gerar um campo magnético, sendo geralmente construído enrolan- do-se um fio condutor ao redor de um núcleo de material ferromagnético (ferro, aço, níquel, cobalto). Para aumentar a capacidade de carga do guindaste, qual característica do eletroímã pode ser reduzida? a) Diâmetro do fio condutor. b) Distância entre as espiras. c) Densidade linear de espiras. d) Corrente que circula pelo fio. e) Permeabilidade relativa do núcleo. PARA CONSTRUIR H6 H24 2 (Vunesp) A figura é o esquema simplificado de um disjun- tor termomagnético utilizado para a proteção de ins- talações elétricas residenciais. O circuito é formado por um resistor de baixa resistência R; uma lâmina bimetálica L, composta pelos metais X e Y; um ele- troímã E; e um par de contatos C. Esse par de conta- tos tende a abrir pela ação da mola M 2 , mas o braço atuador A impede, com ajuda da mola M 1 . O eletroí- mã Eé dimensionado para atrair a extremidade do atuador A somente em caso de corrente muito alta (curto circuito) e, nessa situação, A gira no sentido indicado, liberando a abertura do par de contatos C pela ação de M 2 . H6 H28 H32 CI ÊN CI AS D A NA TU RE ZA E SU AS TE CN OL OG IA S PF_SESI_EM3_LA_CAD 9.indb 19 03/10/2023 18:35:36 Eletromagnetismo: fundamentos e aplicações20 E V U N E S P 2 01 4 esquerda direita corrente elétrica M1 C A R L X Y M2 De forma similar, R e L são dimensionados para que esta última não toque a extremidade de A quando o circuito é percorrido por uma corrente até o valor nominal do disjuntor. Acima desta, o aquecimento leva o bimetal a tocar o atuador A, interrompendo o circuito de forma idêntica à do eletroímã. (www.mspc.eng.br. Adaptado.) Na condição de uma corrente elevada percorrer o disjuntor no sentido indicado na figura, sendo x e y os coeficien- tes de dilatação linear dos metais X e Y, para que o contato C seja desfeito, deve valer a relação __________ e, nesse caso, o vetor que representa o campo magnético criado ao longo do eixo do eletroímã apontará para a __________. Os termos que preenchem as lacunas estão indicados cor- reta e respectivamente na alternativa a) x y ... esquerda. b) x y ... esquerda. c) x y ... direita. d) x y ... direita. e) x y ... direita. 3 (FICSAE-SP) Texto I Custo e manutenção dos aparelhos de imagem encarecem exames É inegável que a evolução da medicina diagnóstica permitiu avanços sem precedentes na prevenção e trata- mento de vários tipos de doenças. Se por um lado a tecnologia propiciou fidelidade cada vez maior nas ima- gens obtidas do interior do corpo humano, por outro ela também cobra o seu preço. Um exame de ressonância magnét ica , por exemplo, pode chegar a R$ 1 200,00 em média, se for feito sem material para contraste, e R$ 1 800,00 se essa substância para contras- te for utilizada. H1 H6 H31 H32 A ressonância nuclear magnética, ou simplesmente ressonância magnética, é um método de diagnóstico por imagem que usa ondas de radiofrequência e um forte campo magnético para obter informações detalhadas dos órgãos e tecidos internos do corpo, sem a utilização de radiação ionizante. Esta técnica provou ser muito valiosa para o diagnóstico de uma ampla gama de condições clí- nicas em todas as partes do corpo. O aparelho em que o exame é feito consta de um tubo circundado por um grande eletroímã, no interior do qual é produzido um potente campo magnético. FI C S A E 2 01 6 Na técnica de ressonância magnética aplicada à medicina, trabalha-se principalmente com as proprie- dades magnéticas do núcleo de hidrogênio, que é o menor núcleo que existe e consta de apenas um pró- ton. O paciente a ser examinado é colocado dentro de um campo magnético intenso, o qual pode variar de 0,2 a 3,0 teslas, dependendo do aparelho. Esse campo magnético externo é gerado pela elevada intensidade de corrente elétrica circulando por uma bobina supercon- dutora, que precisa ser continuamente refrigerada a uma temperatura de 4 K (Kelvin), por meio de hélio líquido, a fim de manter as características supercondutoras do magneto. (Disponível em: http://www.famerp.br/ projis/grp25/ressonancia.html. Adaptado.) Texto II Um dos motivos para os altos valores cobrados por exames de imagem sofisticados é o alto custo desses aparelhos, os custos de instalação e manutenção do equipamento, além da exigência de mão de obra extre- mamente qualificada para operá-los. Um equipamento de ressonância magnética, por exemplo, pode custar de US$ 2 milhões a US$ 3,5 milhões, dependendo da sua capacidade. Além disso, há um adicional anual de cerca de R$ 2 milhões em manutenção, incluindo o custeio de procedimentos para arrefecer as bobinas magnéticas da máquina. (Disponível em: http://glo.bo/19JB2sB. Adaptado.) PF_SESI_EM3_LA_CAD 9.indb 20 03/10/2023 18:35:37 21Eletromagnetismo: fundamentos e aplicações 1 (Uema) Um professor de física, para construir um eletroímã, montou um circuito com as seguintes características: valor da resis- tência R 15 , solenoide com 8 10 2 m de comprimento, 5 000 espiras e resistência r 85 , conforme ilustrado: Determine o módulo do vetor indução magnética no interior do solenoide quando a d.d.p. for de 60 V considerando 0 4 10 7 T m A . 2 (FGV-SP) As figuras representam dois exemplos de solenoides, dispo- sitivos que consistem em um fio condutor enrolado. Tal enrolamento pode se dar em torno de um núcleo feito de algum material ou, sim- plesmente, no ar. Cada volta de fio é denominada espira. A passagem de uma corrente elétrica através desse fio cria, no interior do solenoide, um campo magnético cuja intensidade a) é diretamente proporcional ao quadrado da intensidade da corrente elétrica e ao comprimento do solenoide. b) é diretamente proporcional à densidade das espiras, ou seja, ao número de espiras por unidade de comprimento. c) é diretamente proporcional ao número total de espiras do solenoide e ao seu compri- mento. d) independe da distância entre as espiras, mas depende do material de que é feito o núcleo. e) é a maior possível quando o material componente do núcleo é diamagnético ou paramagnético. 3 (ENEM) Duas esferas carregadas com cargas iguais em módulo e sinais contrários estão ligadas por uma haste rígida isolante na for- ma de haltere. O sistema se movimenta sob ação da gravidade numa região que tem um campo magnético horizontal uniforme, da esquerda para a direita. A imagem apresenta o sistema visto de cima para baixo, no mesmo sentido da aceleração da gravidade que atua na região. H4 H6 H28 H32 FAÇA VOCÊ MESMO FG V - S P 2 01 7 H6 H28 H32 (labdemo.if.usp.br) H11 H6 H1 H4 U E M A 2 01 5 C R N S –+ Nas proximidades da superfície da Terra, a intensidade média do campo magnético é de 5 10 5 T e, conforme o texto in- forma, a intensidade do campo magnético produzido por al- guns aparelhos de ressonância magnética pode chegar a 3 T. Considere, por hipótese, esses campos magnéticos uniformes e produzidos por duas bobinas chatas distintas, de raios iguais a 1 m para o aparelho e RT (raio da Terra) para a bobina da Ter- ra; cada uma delas composta por espiras justapostas; percor- ridas pela mesma intensidade de corrente elétrica e mesma permeabilidade magnética do meio. Determine a razão NTerra Naparelho entre o número de espiras das bobinas chatas da Terra e do aparelho, respectivamente. Para simplificar os cálculos, adote o raio da Terra igual a 6 000 km. CI ÊN CI AS D A NA TU RE ZA E SU AS TE CN OL OG IA S PF_SESI_EM3_LA_CAD 9.indb 21 03/10/2023 18:35:38 Eletromagnetismo: fundamentos e aplicações22 Visto de cima, o diagrama esquemático das forças magnéticas que atuam no sistema, no momento inicial em que as cargas pene- tram na região de campo magnético, está representado em 4 (ENEM ) Há muitos mitos em relação a como se proteger de raios, cobrir espelhos e não pegar em facas, garfos e outros objetos me- tálicos, por exemplo. Mas, de fato, se houver uma tempestade com raios, alguns cuidados são importantes, como evitar ambientes abertos. Um bom abrigo para proteção é o interior de um automóvel, desde que este não seja conversível. Qual o motivo físico da proteção fornecida pelos automóveis, conforme citado no texto? a) Isolamento elétrico dos pneus. b) Efeito de para-raios da antena. c) Blindagem pela carcaça metálica. d) Escoamento da água pela lataria. e) Aterramento pelo fio terra da bateria. 5 (ENEM) Em uma usina geradora de energia elétrica, seja através de uma queda-d’água ou através de vapor sob pressão, as pás do gerador são postas a girar. O movimento relativo de um ímã em relação a um conjunto de bobinas produz um fluxo magnético variável através delas, gerando uma diferença de potencial em seus terminais. Durante o funcionamento de um dos geradores,o operador da usina percebeu que houve um aumento inesperado da diferença de potencial elétrico nos terminais das bobinas. Nessa situação, o aumento do módulo da diferença de potencial obtida nos terminais das bobinas resulta do aumento do(a) a) intervalo de tempo em que as bobinas ficam imersas no campo magnético externo, por meio de uma diminuição de velo- cidade no eixo de rotação do gerador. b) fluxo magnético através das bobinas, por meio de um aumento em sua área interna exposta ao campo magnético aplicado. c) intensidade do campo magnético no qual as bobinas estão imersas, por meio de aplicação de campos magnéticos mais intensos. d) rapidez com que o fluxo magnético varia através das bobinas, por meio de um aumento em sua velocidade angular. e) resistência interna do condutor que constitui as bobinas, por meio de um aumento na espessura dos terminais. H1 H6 H12 H1 H6 H12 Agitador magnético Dispositivo muito usado na Química para mistura de produtos e reagentes, que consiste basicamente em um movimento circular causado por um motor de HD, no qual está acoplado um ímã. Objetivo: Seu funcionamento é idêntico ao de um liquidificador para agitar misturas. Porém, no liquidificador, substâncias lubrificantes podem afetar a mistura. Nesse dispositivo, não há esse risco. Materiais utilizados • HD de computador; • fonte de computador; • recipiente com água; • cola quente; • arame (ferro); • chave de fenda adequada para remover os parafusos do HD (pon- ta estrela). Montagem e procedimentos 1. Abra o HD velho e retire o ímã de seu interior. 2. Coloque o ímã no centro do disco do HD. 3. Retire o braço de leitura do HD. 4. Conecte os fios preto e verde da fonte no HD por meio de um clip. Una essas pontas com fita isolante. 5. Coloque o vidro com água sobre o HD. 6. Corte 1 cm de arame (ferro) e coloque dentro do vidro. 7. Ligue a fonte na tomada e descreva o que ocorre. EXPERIMENTANDO PF_SESI_EM3_LA_CAD 9.indb 22 03/10/2023 18:35:38 © S H U TT E R S TO C K /G R O U N D P IC TU R E VOCÊ É O AUTOR 23Eletromagnetismo: fundamentos e aplicações 23Eletromagnetismo: fundamentos e aplicações "O menino que descobriu o vento" é ode à tecnologia William Kamkwamba tinha 14 anos quando construiu sua primeira turbina eólica, num vilarejo do Malaui, na África. O menino tinha sido obrigado a abandonar o ensino médio, depois de seus pais não conseguirem pagar as mensalidades. Ele conseguiu construir o equipamento a partir de peças encontradas num ferro velho e um livro chamado Using Energy, disponível na biblioteca da vila. Baseado nessa história real, o filme O menino que descobriu o vento, produzido pela Netflix, é uma ode à ciência e tecnologia. Ele mostra como tecnologias já conhecidas podem revolucionar a vida de comuni- dades carentes. A vila em que vivia Kamkwamba era formada por pequenos agricultores. Seu pai e seus vizinhos enfrentavam uma crise causada pela seca. No filme, o menino usa a turbina eólica para alimentar uma bomba d’água e criar um sistema de irrigação para a sua vila. Na vida real, a primeira turbina eólica criada pelo jovem levou energia elétrica para a sua casa, alimentando quatro lâmpadas e dois rádios. O equipamento que forneceu água potável para a vila foi um projeto posterior. Antes de criar sua primeira usina eólica, Kamkwamba consertava rádios de seus vizinhos. Autobiografia Dirigido por Chiwetel Ejiofor (que também interpreta o pai do protagonista), O menino que descobriu o vento foi baseado numa autobiografia de Kamkwamba, publi- cada em 2009. Ele ficou conhecido pela comunidade internacional ao participar da conferência TEDGlobal 2007, na Tanzânia [...]. [...] O filme O menino que descobriu o vento mostra como um menino conseguiu, com seu talento para a engenharia, enfrentar problemas como a fome e a falta de recursos e mudar a vida de toda uma comunidade. CRUZ, Renato. "O menino que descobriu o vento" é ode à tecnologia. inova.jor. Disponível em: . Acesso em: 27 dez. 2019. 1 Leia o texto e assista ao filme “O menino que descobriu o vento”. 2 Em dupla, pesquise o que é um dínamo e como ele é constituído. 3 Discuta com seus colegas outros empregos da tecnologia com a utilização de dínamos (eletroímãs) que facilitem o dia a dia na sociedade. 4 Inspire-se na história verídica de Kamkwamba e proponha um projeto que auxilie a cons- trução de um equipamento composto por um dínamo e sucatas. CI ÊN CI AS D A NA TU RE ZA E SU AS TE CN OL OG IA S PF_SESI_EM3_LA_CAD 9.indb 23 03/10/2023 18:35:39