Achar (a) a energia magnética, (b) a energia elétrica e © a energia total num volume de
onde há um campo magnético de 1 Te um campo elétrico de
.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para calcular três tipos de energia — magnética, elétrica e total — em um volume de 1,0 metro cúbico onde temos um campo magnético de 1 Tesla (T) e um campo elétrico de
V/m. Para isso, vamos usar conceitos de eletromagnetismo, especificamente as fórmulas que relacionam campos elétricos e magnéticos com energia armazenada.
Passo 2
Vamos começar calculando a energia magnética. A energia armazenada em um campo magnético dentro de um volume é dada pela fórmula:
Onde:
-
é o campo magnético (1 T) -
é a permeabilidade do vácuo ( T·m/A) -
é o volume (1,0 m³)
Vamos substituir os valores:
Passo 3
Agora, vamos calcular a energia elétrica. A energia armazenada em um campo elétrico é dada pela fórmula:
Onde:
-
é o campo elétrico ( V/m) -
é a permissividade do vácuo ( F/m) -
é o volume (1,0 m³)
Substituindo os valores:
Passo 4
Por fim, vamos somar as duas energias para encontrar a energia total no volume considerado:
A energia elétrica é muito pequena em comparação com a magnética, então a energia total é praticamente igual à energia magnética.
Resposta
(a) Energia magnética:
J
(b) Energia elétrica: J
© Energia total: aproximadamente J
(b) Energia elétrica:
© Energia total: aproximadamente
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