O campo magnético da Terra

Etapa 3

Passo 1 (EQUIPE)

Determinar a expressão para a corrente i (o fluxo das cargas elétricas associadas ao pó) em uma seção reta do cano. Calcular o valor de i para as condições da fábrica: raio do cano R = 5,0 cm velocidade v = 2,0 m/s e densidade de cargas Q = 1,1 x 10-3 C/m3

Resolução:

I = Q/∆t ∆t=d/v

∆t=(5x〖10〗^(-2))/2

∆t=2.5x〖10〗^(-2)s

i = ( 1.1 x 〖10〗^(-3))/(2.5x〖10〗^(-2) ) i =〖 4.4 x 10〗^(-2) A

Passo 2 (Equipe)

Determinar a taxa (potência) com a qual a energia pode ter sido transferida do pó para uma centelha quando o pó deixou o cano. Considerar que quando o pó saiu do cano e entrou no silo, o potencial elétrico do pó mudou e o valor absoluto dessa variação foi pelo menos igual a diferença de potencial calculada no passo 2 na etapa 2.

P= U.i→P=-1,55.105 . 1,7.10-5=2,64W

Passo 3 (Equipe)

Calcular a energia transferida para a centelha se uma centelha ocorreu no momento em que o pó deixou o tubo e durou 0,20 s (uma estimativa razoável).

E=P. ∆t →2,64 . 0,20=0,53 J

Passo 4 (Equipe)

O campo magnético da Terra é como o campo magnético de um gigantesco ímã em forma de barra, mas essa semelhança é superficial. O campo magnético de um ímã de barra, ou qualquer outro tipo de ímã permanente, é criado pelo movimento coordenado de elétrons (partículas negativamente carregadas) dentro dos átomos de ferro. Já campo magnético da Terra atravessa desde o Pólo Sul até o Pólo Norte do planeta, que nos protege do constante bombardeamento de partículas carregadas provenientes da coroa solar, o campo magnético deflete as partículas em torno da Terra, protegendo-a. Mas é importante lembrar que o Pólo Norte Magnético da Terra tem uma inclinação de 11,5° em relação ao Pólo Norte Geográfico. Existe pelo menos outro fato interessante em relação ao campo magnético terrestre: este inverte periodicamente a sua polaridade. Ou seja, os pólos magnéticos não coincidem com os pólos geográficos. É o que mostra a primeira figura abaixo. Lembremos também que o Pólo Norte Geográfico também é inclinado em relação à linha perpendicular ao plano da órbita da Terra.

Uma das teorias mais aceitas a respeito da origem do campo magnético da Terra é a de que o nosso planeta possui um núcleo externo líquido constituído por ferro e níquel que se encontra em movimento. O movimento destes metais fundidos origina um campo elétrico no interior do núcleo que por sua vez origina o campo magnético terrestre. O núcleo da Terra, no entanto, é mais quente que 1043 K, a temperatura de Curie em que a orientação dos orbitais do elétron dentro do ferro se torna aleatória. Tal aleatorização tende a fazer a substância perder o seu campo magnético.

Estrutura e interna da Terra

Portanto, o campo magnético da Terra não é causado por depósitos magnetizados de ferro, mas em grande parte por correntes elétricas do núcleo externo líquido. Correntes elétricas induzidas na ionosfera também geram campos magnéticos. Tal campo é sempre gerado perto de onde a atmosfera é mais próxima do Sol, criando alterações diárias que podem deflectir campos magnéticos superficiais de até um grau.

O vento solar e a Magnetosfera

Variações do campo magnético

A intensidade do campo na superfície da Terra neste momento varia de menos de 30 microteslas (0,3 gauss), numa área que inclui a maioria da América do Sul e África Meridional, até superior a 60 microteslas (0,6 gauss) ao redor dos pólos magnéticos no norte do Canadá e sul da Austrália, e em parte da Sibéria.

Magnetômetros detectaram desvios diminutos no campo magnético da Terra causados por artefatos de ferro, fornos para queima de argila e tijolos, alguns tipos de estruturas de pedra, e até mesmo valas e sambaquis em pesquisa geofísica. Usando instrumentos magnéticos adaptados a partir de dispositivos de uso aéreo