Uma espira condutora com corrente tem um momento de dipolo magnético de A.m² . O momento inicialmente está alinhado com um campo magnético de . Para girar a espira de modo que seu momento de dipolo seja perpendicular ao campo e mantê-lo nessa orientação, você deve realizar trabalho de:
Escolha uma opção:
a. 0
b.
c.
d.
e.

Passo 1

Vamos entender o que a questão está pedindo. Temos uma espira condutora com corrente que gera um momento de dipolo magnético de A·m². Inicialmente, esse momento está alinhado com um campo magnético de T. A pergunta é: quanto trabalho precisamos realizar para girar a espira de modo que o momento de dipolo fique perpendicular ao campo magnético e permaneça nessa posição.
Para resolver isso, vamos usar conceitos de momento magnético e energia potencial magnética. Precisaremos calcular a variação da energia potencial quando o momento de dipolo passa de estar alinhado ao campo para estar perpendicular a ele.

Passo 2

Primeiro, vamos relembrar que a energia potencial ( ) de um dipolo magnético em um campo magnético é dada pela fórmula:
Onde:
  • é o momento de dipolo magnético,
  • é o campo magnético.
A operação representa o produto escalar entre os vetores.

Passo 3

Quando o momento de dipolo está alinhado com o campo magnético, o ângulo ( ) entre e é graus. Nesse caso, a energia potencial inicial ( ) é:
Substituindo os valores:
²

Passo 4

Agora, quando giramos a espira para que o momento de dipolo fique perpendicular ao campo, o ângulo ( ) passa a ser graus. A energia potencial final ( ) será:

Passo 5

O trabalho realizado para girar a espira é igual à variação da energia potencial:
Substituindo os valores encontrados:

Resposta

A quantidade de trabalho realizada é J, correspondente à opção b.

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Considere um paralelepípedo metálico de dimensões e , que está se movendo com velocidade constante em uma região onde existe um campo magnético uniforme . Responda as seguintes questões:
Use o efeito Hall para calcular o campo elétrico no interior do paralelepípedo. Explique detalhadamente cada passo utilizado na resolução.
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
As bobinas de Helmholtz são muito usadas em laboratório porque o campo magnético entre elas:
Escolha uma opção:
a. pode ser variado mais facilmente do que os campos de outras distribuições de corrente.
b. é particularmente forte
c. quase anula o campo magnético da Terra
d. é paralelo ao plano das bobinas
e. é quase uniforme
Dois fios paralelos longos e retilíneos conduzem corrente em sentidos opostos. As correntes são e os fios são separados por . O campo magnético em tesla em um ponto na mediana entre os fios é:
Escolha uma opção:
a. 0
b.
c.
d.
e.