Paralelo        Antiparalelo

Princípio da medição: Notas: Um íman colocado num campo magnético uniforme B é submetido a uma força Γ = M.B.sen θ. M é o momento magnético do íman e θ é o ângulo entre M e B. Considere-se o íman em equilíbrio sobre um pivot (bússola). Se se alterar a sua posição de equilíbrio, este fica submetido a uma força elástica : Γ = M.B.sen θ. Se se denominar I o momento de inércia do íman e se forem negligenciados os atritos, a equação diferencial do movimentos é então: I.d2 θ/dt2 + M.B.sen θ = 0 . Se o ângulo θ é pequeno, obtém-se um oscilador harmónico, cujo período de oscilação é: T = 2. π.(I / M.B)½ Método de medida: Coloca-se uma agulha magnética em equilíbrio num pivot, no centro de duas bobinas de Helmoltz, e orientam-se de forma a que o campo induzido seja paralelo à direcção do Norte magnético. Para esta orientação, é enviada para as bobines uma corrente intensa ; se a agulha não se mover, o campo induzido é paralelo ao campo magnético terrestre. É enviada, através das bobinas, uma pequena corrente que cria no centro destas uma indução mangnética uniforme Bb inferior à do campo terrestre Bt. A agulha é submetida a um campo B1 = Bt + Bb, oscilando com um período T1. Em seguida, o sentido da corrente nas bobinas é invertido: Bb muda de sentido e a agulha é então colocada num campo B2 = Bt  -  Bb. O seu período de oscilação fica a ser T2. Assim, T12.B1 = T22.B2. ( T1 / T2)2 = (Bt - Bb)/(Bt + Bb). Daqui temos finalmente que: Bt  =  Bb.(T22 + T12) / (T22 - T12). O applet : Note que as bobinas de Helmoltz não estão desenhadas à escala. Estas devem ser muito maiores do que a agulha para produzir um campo magnético uniforme. Consideremos uma corrente tal que o campo de indução criado ao nível das bobinas seja igual a 5 ± 0,2 µT. Um clique no botão [Iniciar] reinicia e activa o cronómetro, enquanto que um clique no botão [Parar] o pára. Para cada configuração, medir a duração de 20 períodos de oscilação e deduzir T1 e T2 e, em seguida, o valor de Bt. Fazer um cálculo de incerteza com o valor obtido. Atenção para o facto de T12 e T22 intervirem como numerador e denominador da expressão que dá Bt. Mostrar uma estimativa do valor de incerteza dado por :   Simulation Numérique de Jean-Jacques ROUSSEAU Faculté des Sciences exactes et naturelles Université du Maine - Le Mans Traduzido e adaptado para a Casa das Ciências por Manuel Silva Pinto e Alexandra Coelho em Outubro de 2010