O momento de dipolo magnético associado a cada átomo de uma barra de ferro é de 2.22 mB . Suponha que todos os átomos da barra, que tem 4.86 cm de comprimento e secalo reta de
, tenham seus momentos de dipolo alinhados. (
(a) 1 ponto Qual a magnetização máxima da barra
?
(a) 1 ponto Qual a magnetização máxima da barra
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos uma barra de ferro onde cada átomo tem um momento de dipolo magnético de
. A barra tem um comprimento de
e uma área de seção transversal de
. Queremos descobrir qual é a magnetização máxima dessa barra, ou seja, quão forte ela pode magnetizar.
Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de magnetização que é basicamente o momento magnético por unidade de volume. Vamos calcular quantos átomos tem na barra e depois multiplicar pelo momento magnético de cada átomo para achar o momento total. Por fim, dividimos isso pelo volume da barra para encontrar a magnetização máxima.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular o volume da barra. O volume
é dado pelo produto do comprimento
pela área da seção transversal
:
Convertendo as medidas para metros:
Então:
Passo 3
Agora, vamos encontrar a massa da barra usando a densidade
:
Dada a densidade do ferro:
Então:
Passo 4
Agora, vamos calcular o número de mols de ferro na barra usando a massa molar
:
Convertendo a massa molar para kg/mol:
Então:
Passo 5
Vamos agora encontrar o número de átomos na barra. Usamos o número de Avogadro
:
Então:
Passo 6
Agora, vamos calcular o momento magnético total da barra. Como todos os momentos estão alinhados, multiplicamos o número de átomos pelo momento de cada átomo
:
Dado que
:
Passo 7
Por fim, vamos encontrar a magnetização máxima
dividindo o momento total pelo volume da barra:
Então:
Resposta
A magnetização máxima da barra é aproximadamente
.
Exercícios relacionados
O fluxo de campo elétrico que passa por uma superfície fechada e esférica
com raio r=R é
, com
. Imagine agora uma outra superfície fechada
, porém cúbica, de lado
. A Superfície
está completamente contida dentro da região delimitada por
, ou seja,
está dentro do volume delimitado por
como mostra a figura. Descreva uma configuração física em que:
a) .
a)
Uma estátua de granito é totalmente mergulhada em uma piscina.
O granito possui volume litros, e a sua densidade é
.
Sendo a densidade da água da piscina igual a e a aceleração da gravidade
, determine:
a) O valor do peso da estátua.
b) O empuxo sofrido pela estátua.
O granito possui volume
Sendo a densidade da água da piscina igual a
a) O valor do peso da estátua.
b) O empuxo sofrido pela estátua.
O momento de dipolo magnético associado a cada átomo de uma barra de ferro é de 2.22 mB . Suponha que todos os átomos da barra, que tem 4.86 cm de comprimento e secalo reta de
, tenham seus momentos de dipolo alinhados. (
© ponto Que torque deve ser exercido sobre essa barra para mant-la perpendicular a um campo externo de 1.53 T ?
©
Uma carga q negativa está situada na posição (a,0,a) e outra carga também negativa e de mesmo valor q, está na posição
.
Se , qual o vetor força resultante que atua sobre uma carga de teste
colocada na origem? Considere
m.
Se