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Acelerador magnético

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Ao estudarmos os conceitos de energia mecânica, estudamos a respeito da energia cinética. Vimos que um corpo, quando em movimento, tem a capacidade de aplicar forças, e essas forças têm condições de realizar trabalho. Dessa forma, podemos dizer que tudo que se move e possui massa tem energia. A energia associada a um corpo em movimento é chamada de energia cinética. Em Física definimos essa energia como sendo uma grandeza escalar que depende da massa do corpo e do quadrado de sua velocidade.

A fim de trabalhar esses conceitos de forma mais interessante, podemos construir um experimento bastante simples, capaz de transferir energia cinética de um corpo para outro apenas com o uso do campo magnético. Esse experimento é, na verdade, um acelerador magnético capaz de lançar um projétil.

Para a elaboração desse experimento vamos precisar de:

- um trilho de madeira, plástico ou alumínio, longo
- alguns pequenos ímãs de neodímio (encontrados em motores elétricos e HDs)
- algumas esferas metálicas de mesmo tamanho
- é importante que sejam dispostas no máximo três esferas por ímã, além de uma para lançamento

Esferas metálicas, ímãs de neodímio e um trilho de madeira
Esferas metálicas, ímãs de neodímio e um trilho de madeira 

Como mostra a figura acima, primeiramente faça a preparação do trilho de deslizamento da esfera metálica. É interessante que esse trilho tenha o menor coeficiente de atrito possível, a fim de que o disparo seja eficiente. É importante que os ímãs fiquem bem presos ao trilho para que transfiram o máximo de energia cinética possível. As posições adotadas para os ímãs devem ser relevantes entre si, ou seja, devem possuir uma distância equivalente.

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Logo depois de arrumar os ímãs corretamente, coloque as esferas no trilho. Posicione inicialmente as esferas do início para o fim, a fim de que não haja um disparo antecipadamente.
Explicando o fenômeno

A esfera de disparo, ao entrar no campo magnético do primeiro ímã, sofrerá uma aceleração em direção ao primeiro ímã. Ao se chocar contra o primeiro ímã, ela transfere energia cinética para o segundo ímã que, por sua vez, transfere energia para a segunda esfera metálica. Por conseguinte, a segunda esfera ganha aceleração e parte em direção ao segundo ímã. Chegando ao campo magnético do ímã dois, ela novamente é acelerada com maior velocidade. Esse clico se repete até que a última esfera seja disparada com uma velocidade muito maior do que a primeira esfera.


Por Domiciano Marques
Graduado em Física