quinta-feira, 2 de julho de 2009

A Física dos "campos"

Existem 3 chamados campos, em Física, que caem no Vestibular - e no ENEM. São eles o magnético, o elétrico e o gravitacional. A idéia de campo não deixa de ser revolucionária! Vejamos por que.

Uma carga positiva atrai outra negativa. Ótimo, a força atua entre duas cargas. Sem intermediários. Agora outra interpretação: uma carga negativa é colocada em uma região do espaço onde existe um campo elétrico criado por uma carga positiva. O campo elétrico da primeira carga, a positiva, faz surgir sobre a segunda, a negativa, a força... Note que o campo intermediou a interação entre as duas cargas. É diferente! Se o campo faz o papel de intermediário, a coisa muda! Por exemplo: atração e repulsão entre duas cargas, no vácuo, pode não ser instantânea! Afinal, antes o campo de uma deve viajar até a outra, na velocidade da luz!

Existem várias fórmulas para calcular os campos. Inclusive em várias circunstâncias distintas. Porém, a representação que eu mais gosto é através de linhas. Abaixo vemos duas representações de campos. A primeira, o campo elétrico tridimensional criado por uma carga positiva. A segunda, as linhas de força de um dipolo: um par de cargas de sinais contrários. As linhas do campo elétrico são chamadas linhas de força. Há várias assim disponíveis no YouTube.





A idéia de representar campos através de linhas teve origem no campo magnético. Talvez você já tenha visto seu professor brincando com limalhas de ferro e ímãs. Quando o pó de ferro cai próximo a ímãs de formatos distintos, forma diferentes imagens. Estas imagens, as linhas de indução, são representações do campo magnético. Em relação ao estilo fórmula-conta, são grandes as vantagens de se utilizar a representação por linhas! É intuitivo: o campo vale mais onde a densidade de linhas é maior, e vice-versa. Quanto ao sentido das linhas, aí não tem jeito, é decoreba, mesmo. O campo sai das cargas positivas e dos pólos norte dos ímãs.

Agora, alguns vídeos com o pó de ferro sendo jogado e formando as linhas de indução. Primeiro, um ímã em forma de barra. Formato, aliás, que lembra o campo magnético da Terra.



Depois, o campo magnético uniforme, um dos campeões de audiência nas questões! Observe as linhas paralelas e igualmente espaçadas, mostrando justamente a uniformidade.



Por fim, dois ímãs em forma de barra, colocados paralelos e anti-paralelos. Note a tridimensionalidade do campo: a limalha de ferro forma linhas no espaço, saindo do plano!


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