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
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 (
) 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