Magnetismo e eletricidade

Quando aproximamos um ímã de um prego comum, notamos uma atração entre os dois. Quando passamos um pente nos cabelos, depois de eles estarem secos, podemos também ver que, se o pente for logo em seguida aproximado de pedacinhos de papel, estes serão atraídos. Na verdade, você não precisa sequer passar o pente nos cabelos. Basta esfregá-lo com uma folha de papel e em seguida fazer o teste.

Desde a Antigüidade, esses fenômenos de atração entre corpos eram conhecidos. Um mineral encontrado na natureza, a magnetita, exibia o poder de atrair pedaços de ferro, como o fazem os ímãs. Outra coisa também observada há muito tempo era que o âmbar — uma resina vegetal seca e dura como pedra — podia atrair pedaços de palha, depois de ser esfregado um pouco.

Esses fatos eram, até a época de Tales, um filósofo grego que viveu no século 6 a.C., encarados como mágicos. Tales atribuía ao âmbar e à magnetita uma espécie de poder vital, algo como uma alma. Esse poder mágico permaneceu envolto em mistério por quase dois mil anos, até que um médico inglês, William Gilbert (1544-1603), começou pesquisas sistemáticas sobre o assunto.

Hoje, sabemos que eletricidade e magnetismo têm a mesma origem: cargas elétricas estáticas geram um campo elétrico e cargas elétricas em movimento, um campo magnético. Mas, no tempo de Gilbert, os cientistas não conheciam átomos, elétrons, correntes elétricas etc. Assim, a primeira tarefa que Gilbert se propôs foi examinar a atração gerada tanto pelo âmbar friccionado como pelos ímãs e entender as diferenças entre ambas.

Gilbert era o médico da rainha Elizabete I da Inglaterra e não estava nada satisfeito com as explicações que eram dadas nem para os fenômenos elétricos nem para os magnéticos. Ele criticava os filósofos da época, afirmando que se escondiam atrás de palavras obscuras e discursos em grego ou latim que nada acrescentavam ao conhecimento. Dizia, ainda mais, que os autores dos livros, muitas vezes, apenas repetiam o que tinha sido falado por filósofos anteriores, sem verificar experimentalmente os fatos.

O versorium de Gilbert

Gilbert começou seus estudos com a construção de uma espécie de bússola, que chamou de eletroscópio – versorium . Com ela, pesquisou as atrações dos corpos carregados eletricamente. Seu versorium era uma espécie de flecha metálica bem leve, que podia girar livremente sobre uma ponta também metálica.

Na época em que Gilbert começou a trabalhar, acreditava-se que apenas objetos feitos de âmbar ou de azeviche (uma espécie de carvão) fossem capazes de ser eletrizados por fricção e, assim, atrair pequenos corpos. Mas acontece que, quando friccionados, os objetos esquentavam, e aí vinha a dúvida: será que era o calor que gerava a força de atração? Usando seu eletroscópio, ele conseguiu mostrar que não era o calor o responsável pelo aparecimento da força. Para isso, ele primeiro atritou um pedaço de âmbar, viu que o mesmo ficava quente e era capaz de atrair a ponta do versorium. Em seguida, ele aqueceu outro pedaço de âmbar numa chama, mas sem friccioná-lo. Quando o aproximou do versorium , não notou atração alguma.

Usando seu aparelho recém-inventado, Gilbert mostrou que muitas outras substâncias — como laca, berílio, opala, safira etc. — podiam ser carregadas eletricamente.

Ele ainda mostrou que, quando aproximava objetos eletrizados do ponteiro do versorium , ele girava, ao passo que a magnetita (que era seu ímã) era capaz apenas de atrair alguns tipos de materiais. Você poderá constatar a veracidade do que dizia Gilbert, realizando alguns experimentos. Não se esqueça de que Gilbert criticava os filósofos que não realizavam os experimentos e repetiam tudo que estava nos livros passivamente.

Gilbert e o magnetismo
Como dissemos, na antiga Grécia já era conhecido o fato de que a magnetita podia atrair pedaços de ferro. Mesmo os termos magnetismo e magnetita têm origem um tanto obscura. Ao que parece que estão ligados à região de Magnésia, lugar da Grécia onde, pela primeira vez, suas propriedades foram descobertas.

Uma outra propriedade de uma barra de magnetita era de orientar-se na direção Norte-Sul. A descoberta desse fato parece pertencer aos chineses, que usavam barras de magnetita, como as bússolas modernas, para a navegação. Como isso é importante para o comércio, seu estudo tinha grande importância econômica.

A Terrela construída por Gilbert

Gilbert achava que uma explicação para esse movimento da agulha de magnetita era que o planeta Terra devia ser um grande ímã. Para tentar comprovar sua teoria, construiu uma esfera usando magnetita. Ele a chamou de Terrela, isto é, a pequena Terra. Com sua Terrela, pôde verificar que, quando colocava uma pequena bússola sobre ela, a bússola se orientava numa certa direção, aproximadamente como o fazem as bússolas colocadas em qualquer lugar na Terra: mostram a direção Norte-Sul.

Esse procedimento de “mapear” a Terrela com auxílio de uma bússola, para saber em que direção estava apontando a força magnética, foi bastante importante para a construção do conceito de campo magnético. Se marcarmos todas as direções apontadas pela bússola em diferentes partes da Terrela, obteremos uma representação do campo magnético da Terrela.


Mas Gilbert também se interessava pelo estudo do campo magnético produzido por ímãs de outras formas. Por exemplo, ímãs em forma de barra. Ao lado está a figura que ele obteve a partir desse estudo.

Veja que, até agora, estamos falando de instrumentos parecidos com bússolas, ponteiros que giram em um plano. Gilbert queria conhecer mais sobre o campo magnético terrestre e se perguntou qual sua orientação espacial. Para isso, construiu uma bússola em três dimensões, ou seja, uma cujo ponteiro pode indicar qualquer posição no espaço. Quando colocada num certo lugar da Terra, ela vai apontar se o campo magnético naquele ponto está dirigido mais para cima, mais para baixo ou se, efetivamente, é horizontal. Tais bússolas são chamadas bússolas de declinação. Veja nas figuras abaixo dois desses tipos de bússolas.

Bússolas de declinação

A figura da esquerda é do próprio Gilbert. A outra é mais moderna, usada em laboratórios didáticos de física. Hoje em dia, esses instrumentos estão superados como guias para orientação. Todo barco — e, na verdade, qualquer pessoa que se aventure em lugares desconhecidos — pode usar o moderno sistema de GPS, no qual satélites medem qual é a posição exata da pessoa na superfície da Terra. Mas isso é só agora. Desde os chineses, há quase mil anos, até muito recentemente, a bússola foi o principal meio de os homens se orientarem sobre a Terra, com grande impacto sobre a história, as descobertas e a economia mundiais.
O Sistema de Posicionamento Global (cuja sigla, GPS, vem do inglês, Global Positioning System) é formado atualmente por um conjunto de 24 satélites. Com um aparelho especial, o navegador pode se comunicar com o sistema, que então emite um sinal que informa qual é a posição do aparelho. A precisão atual dessa rede de satélites de informação é dez metros. A idéia teve origem em um projeto militar norte-americano, em 1970.

Este texto foi originalmente publicado no volume 12 da coleção Ciência Hoje na Escola.

 

Matéria publicada em 22.06.2010

COMENTÁRIOS

  • Anna Elise

    Em casa, com a ajuda da minha irmã, peguei 2 objetos de metal e 1 imã.Depois, esfreguei o imã em só uma direção em um dos objetos de metal, aí ,consegui fazer com que o objeto atraísse o outro!

    Publicado em 7 de janeiro de 2019 Responder

  • Iara Sá

    Muito bom me ajudou

    Publicado em 12 de outubro de 2020 Responder

  • Francisco

    ÓTIMO!
    Melhor impossível

    Publicado em 16 de maio de 2021 Responder

Norberto-Cardoso-Ferreira

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