Para uma espira condutora com corrente em um campo magnético uniforme, a energia potencial é mínima se o momento de dipolo magnético da espira for:
Escolha uma opção:
a. na mesma direção do campo
b. na direção oposta à do campo
c. perpendicular ao campo
d. em um ângulo de 45 graus com o campo
e. nenhuma das anteriores

Passo 1

Beleza, então vamos lá! A questão fala sobre uma espira condutora com corrente dentro de um campo magnético uniforme. A gente precisa descobrir em qual direção o momento de dipolo magnético dessa espira deixa a energia potencial mínima. Pra isso, vamos usar conceitos de física magnética, especificamente sobre dipolos magnéticos e energia potencial. Vamos precisar entender a fórmula da energia potencial de um dipolo magnético em um campo magnético.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que uma espira com corrente gera um momento de dipolo magnético ( ). Esse momento depende da intensidade da corrente e da área da espira. A direção desse dipolo segue a regra da mão direita: se os dedos seguem a direção da corrente, o polegar aponta na direção do dipolo.

Passo 3

Agora, a energia potencial ( U = -mu cdot B = -|mu||B|cos(theta) ) de um dipolo magnético em um campo magnético ( ) é dada pela fórmula:
Onde é o ângulo entre e .

Passo 4

Para que a energia potencial seja mínima, precisamos que o valor de seja o mais negativo poss��vel. Olhando para a fórmula, isso acontece quando é máximo, ou seja, quando graus. Isso significa que deve estar na mesma direção que .

Passo 5

Então, quando o momento de dipolo magnético está alinhado na mesma direção do campo magnético, a energia potencial é mínima.

Resposta

a. na mesma direção do campo

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