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Transcrição de vídeo

RKA16MC O que vou fazer neste vídeo é dar uma introdução ou intuição sobre o termo "fluxo" em geral. E pensar como isso se aplica à ideia de fluxo magnético. Então, antes de mais nada, quando as pessoas estão falando sobre fluxo, e esta é a maneira mais fácil que eu sei para conceituá-lo, elas estão falando sobre quanto de alguma coisa está fluindo através de uma superfície em um dado intervalo de tempo. Então, se você imaginar que eu estou definindo um volume de ar aqui, e vamos lembrar que o ar é mais denso na parte mais baixa deste volume de ar, ou seja, há mais ar ali embaixo do que em cima, o que em geral é verdade, a densidade de ar diminui conforme a altitude aumenta. Aqui temos o meio-termo. Não preciso desenhar todas as partículas de ar, você já captou a ideia. Vamos dizer agora que o ar está se movendo. Vou desenhar os vetores de velocidade em uma cor diferente. Vamos supor que o ar deste lado está se movendo, digamos, com uma velocidade mediana. Mas, conforme vamos para aquele lado, encontramos o ar movendo-se com maior velocidade. Então, lá há vetores de velocidade maiores que estes. Vamos ver que todo o ar está se movendo nesta direção e neste sentido em que eu estou desenhando os vetores. A tendência dos vetores de velocidade, quando olho da esquerda para a direita, é a mesma. Isso é fluxo! Vamos falar sobre fluxo. Para pensar em um fluxo de qualquer tipo, você tem que pensar em uma superfície. Então, vamos imaginar que você coloca uma rede aqui. Se fôssemos pensar a respeito do fluxo, poderíamos perguntar: "Quanto de ar está atravessando a rede em um intervalo de tempo?". Nós poderíamos dizer quantas moléculas estão passando por ali por segundo e a isso teríamos a ideia de fluxo de ar associada. Estamos considerando uma rede teórica que não impede a passagem do fluxo de ar, mas que nos ajuda a visualizar como uma superfície. O que acontece se movermos a rede um pouco para a direita, onde a densidade de área é a mesma, mas as partículas estão se movendo mais rapidamente? Bem, nosso fluxo deve aumentar. Então, vamos ter um fluxo maior. Por que o fluxo aumenta? Porque a densidade é a mesma, mas, em um intervalo de tempo, vamos ter mais partículas atravessando a superfície. E o que acontece se eu movimentar a mesma rede para uma altitude maior, bem aqui? A velocidade das partículas é a mesma e ela se movimentou na mesma direção e no mesmo sentido, mas há um número menor de partículas atravessando a rede no mesmo intervalo de tempo. Então, vamos ter um fluxo menor. Fluxo menor. Agora, o que aconteceria se eu tomasse a mesma rede, mas, em vez de colocá-la perpendicularmente à direção de deslocamento do ar, eu a girasse e a colocasse paralelamente ao deslocamento do ar, desta maneira? É a mesma rede, embora visualmente possa não parecer. Então, quanto de ar está atravessando a rede em um intervalo de tempo? A resposta é zero ou muito próximo de zero. Não haverá ar atravessando a rede em qualquer intervalo de tempo, o ar está passando ao longo da superfície da rede, não através dela. O ar está se movimentando na mesma direção da superfície, então, não há ar atravessando a rede. Dizemos, neste caso, que o fluxo é zero. Agora vamos dizer que esta rede ideal, que não impede a passagem do ar, possa ser expandida ou comprimida. Vamos fazê-la maior, desta maneira. Agora temos um fluxo maior, porque temos maior área e, portanto, mais ar atravessando a rede em um certo intervalo de tempo. Então, como você pode ver, se pensarmos sobre quanto de uma coisa atravessa uma superfície, temos a ideia tradicional de fluxo. Para saber quanto de uma coisa atravessa uma superfície em um intervalo de tempo, temos que considerar, neste caso, a densidade da substância e a intensidade e a direção da velocidade. Vemos que, se orientarmos a velocidade ou a superfície de maneira que o deslocamento não seja perpendicular à superfície, o fluxo vai diminuir e podemos ter situações intermediárias em relação ao fluxo original. Vamos supor que temos a mesma rede, mas a direção dela agora não é perpendicular e nem é exatamente a mesma direção do deslocamento do ar. Então, o fluxo estará entre zero e o fluxo inicialmente original. Veja aqui. Haverá ar atravessando a superfície, mas não exatamente na direção normal à superfície. E, assim como veremos mais adiante, com um pouco de matemática, teremos que nos importar com o componente do vetor de deslocamento de ar que é exatamente normal quando formos calcular o fluxo. Este fluxo, então, estará entre zero e o fluxo com a rede perpendicular ao deslocamento. Bem, isso é o mais básico ou, para mim, a mais intuitiva noção de fluxo. Mas o que queremos dizer com "fluxo magnético"? Bem, como o fluxo tradicional, nós ainda estamos lidando com tipos de coisas atravessando uma superfície, mas, em vez de pensar sobre partículas, moléculas de ar ou coisas como essas, vamos pensar sobre campo magnético. Eu tenho aqui um pequeno ímã em forma de barra, este é o pólo norte e este é o pólo sul. Podemos ver as linhas de campo, e eu desenhei alguns vetores do campo magnético em branco aqui. Digamos que eu tenha uma superfície como esta. Então, para esta superfície, nós queremos nos importar com coisas que estão se movendo através dela. Não estamos de fato pensando em coisas físicas movendo-se por uma superfície, mas agora em uma ideia análoga em se tratando de fluxo magnético. Nós nos importamos com o componente do campo magnético e com a densidade do campo magnético, que é normal a esta superfície. Então, dizemos que temos a ideia de fluxo. Vamos indicá-lo pela letra grega fi ("Φ"), o fluxo magnético do campo B. E este é o fluxo de um campo magnético. Mais uma vez, ele é baseado na intensidade do campo magnético e especialmente nos componentes vetoriais do campo magnético que são perpendiculares à esta superfície. Então, nós teríamos um fluxo magnético. Mas, se nós tomarmos a mesma superfície e a fizermos paralela aos vetores do campo magnético, em vez de normal, então, o fluxo será muito próximo de zero. Fluxo magnético zero. Agora, se eu tomar a mesma superfície inicial, mantendo a normal ao campo magnético, e afastá-la dele, colocando-a aqui, por exemplo, onde o campo magnético é mais fraco, o fluxo também diminui. Temos várias propriedades que são as mesmas que observamos antes, mas, em vez de tratar, por exemplo, da velocidade das moléculas de ar e como elas se relacionam com a superfície, aqui estamos falando sobre vetores do campo magnético e como elas se relacionam com a superfície. Se eles são perpendiculares, o fluxo é maior. Se eles estão na mesma direção, o fluxo é zero ou bem próximo de zero. Se você tiver um campo magnético mais intenso, isso é análogo a quando você tinha maior densidade e maior velocidade das moléculas de ar, você tem mais fluxo. Com menor densidade e menor velocidade, menor fluxo. Também, se aumentarmos a superfície total... Se eu aumentar aqui a superfície, o fluxo vai ser maior que o fluxo da superfície anterior. Digamos que esta superfície seja análoga à superfície anterior, estamos considerando que o campo magnético é simétrico nos dois lados do imã. Então, se você aumentar a superfície, você terá maior campo magnético que é normal à superfície. Espero que isso dê a você pelo menos uma ideia ou noção do que é fluxo magnético e aquilo que se relaciona com ele. Até o próximo vídeo!