Introdução

Não importa onde esteja na Terra, você pode segurar uma bússola e ela vai apontar sempre para o Pólo Norte. Imagine que está no meio do oceano, olhando em todas as direções e tudo o que consegue ver é água. O tempo está nublado e você não consegue ver o sol. Como saberia que caminho seguir se não tivesse uma bússola? Muito antes dos satélites GPS e outras tecnologias de navegação, a bússola oferecia aos seres humanos uma maneira fácil e acessível de se orientar.

Mas o que faz com que as bússolas funcionem? Por que ela é útil para detectar pequenos campos magnéticos (veja mais sobre ampos magnéticos em Como funcionam os eletroímãs). Neste artigo, vamos responder a todas essas perguntas e também aprender a criar uma bússola!

A bússola é um dispositivo extremamente simples. A bússola magnética (em oposição à bússola giroscópica) consiste de um ímã pequeno e leve, equilibrado sobre um ponto que funciona como pivô quase sem atrito. O ímã é geralmente chamado de agulha. Uma extremidade da agulha é sempre marcada com "N" ou colorida de algum modo para indicar a direção norte. 

A razão pela qual a bússola funciona é interessante. Imagine a Terra como tendo um magneto em forma de barra gigante no seu interior. Para que a extremidade norte da bússola aponte em direção ao Pólo Norte, deve-se assumir que o magneto em forma de barra tem a extremidade sul no Pólo Norte (conforme mostrado no diagrama à direita). Se pensar dessa maneira, vai ver que a regra comum de que os opostos se atraem, inerente aos ímãs, faria com que a extremidade norte da agulha da bússola apontasse em direção à extremidade sul do magneto em barra, então, a bússola aponta para o Pólo Norte.

Para ser mais exato, o magneto em forma de barra não corre exatamente ao longo do eixo rotacional da Terra. Ele se desvia ligeiramente do centro. Esse desvio é chamado de declinação e a maioria dos bons mapas indica qual é a declinação nas diferentes áreas (já que ela muda um pouco dependendo da localização no planeta).

O campo magnético da Terra é razoavelmente fraco na superfície. Afinal de contas, o planeta tem quase 12.880 km de diâmetro. O campo magnético tem de viajar um longo caminho para afetar a bússola. É por isso que a bússola precisa ter um ímã leve e um apoio sem atrito. Do contrário, não há força suficiente no campo magnético da Terra para girar a agulha.

A analogia do "grande ímã em forma de barra enterrado no centro" funciona para explicar por que a Terra tem um campo magnético, mas obviamente não é isso que está realmente acontecendo. 

Conforme visto acima, pensa-se que o centro da Terra consiste em grande parte de ferro fundido (vermelho). Mas bem no centro, a pressão é tão grande que esse ferro super quente se cristaliza. A convecção causada pelo calor do centro, juntamente com a rotação da Terra, faz com que o ferro líquido se mova em um padrão rotacional. Acredita-se que as forças rotacionais na camada líqüida de ferro conduzam a forças magnéticas fracas em torno do eixo de rotação.

Criando sua própria bússola
Se você não tiver uma bússola, pode criar uma da mesma forma que as pessoas faziam centenas de anos atrás. Para criá-la, você vai precisar dos seguintes materiais:

• uma agulha ou algum outro pedaço de aço parecido com um fio (um clipe de papel, por exemplo);
• alguma coisa pequena que flutue: um pedaço de rolha, a base de um copo de isopor, um pedaço de plástico, a tampa de uma jarra de leite, etc;
• um prato com água.

O primeiro passo é transformar a agulha em um ímã. A maneira mais fácil de fazer isso é com um outro ímã - passe o ímã na agulha 10 ou 20 vezes, como mostrado abaixo.

Se estiver tendo problemas em encontrar um ímã em casa, pode usar um abridor de latas e um eletroímã que você mesmo pode fazer (veja Como funcionam os eletroímãs).

Coloque a rolha no meio do prato com água, conforme mostrado abaixo.

A técnica da "rolha na água" é um modo fácil de criar um apoio quase sem atrito. Coloque a agulha magnética no centro da bóia. Ela irá, vagarosamente, apontar para o norte. 

Uma bússola magnética apresenta alguns problemas quando usada sobre plataformas em movimento, como navios e aviões. Ela tem de estar nivelada e costuma corrigir-se bem devagar quando a plataforma gira. Devido a essa tendência, a maioria dos navios e aviões usa bússolas giroscópicas.

Um giroscópio, se for apoiado em uma argola de suspensão e girado, vai manter a direção para a qual está apontando mesmo se a estrutura se mover ou girar. Em uma girobússola, essa tendência é usada para imitar uma bússola magnética. No começo da viagem, o eixo da girobússola é apontado para o norte usando uma bússola magnética como referência. Um motor dentro da girobússola mantém o giroscópio girando. Assim ela vai continuar apontando para o norte e vai se ajustar rápida e corretamente mesmo se o barco estiver em mares revoltos ou o se o avião passar por uma turbulência. Periodicamente, a girobússola é confrontada com a bússola magnética para corrigir qualquer erro que possa ter surgido.

Para mais informações sobre bússolas, navegação e tópicos relacionados, confira os links na próxima página.