O momento de dipolo magnético associado a cada átomo de uma barra de ferro é de . Suponha que todos os átomos da barra, que tem 4.86 cm de comprimento e seção reta de , tenham seus momentos de dipolo alinhados.
(a) 1 ponto Qual a magnetização máxima da barra ?

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão fala sobre uma barra de ferro onde todos os momentos de dipolo magnético dos átomos estão alinhados. Queremos descobrir qual é a magnetização máxima dessa barra ( ). Para isso, vamos usar conceitos de magnetização e momento magnético. Precisaremos calcular o volume da barra, a quantidade de átomos nela e, por fim, a magnetização máxima.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular o volume ( ) da barra de ferro. A barra tem 4,86 cm de comprimento e uma seção reta de 1,31 cm². Convertendo para metros:
Á

Passo 3

Agora, vamos calcular a massa ( ) da barra usando a densidade do ferro ( ):

Passo 4

Vamos calcular o número de mols ( ) na barra usando a massa molar do ferro ( ):

Passo 5

Agora, vamos encontrar o número de átomos ( ) na barra. Usamos o número de Avogadro ( á):
áá

Passo 6

Vamos calcular o momento magnético total ( ) da barra. Cada átomo tem um momento de dipolo magnético de :
á

Passo 7

Finalmente, a magnetização máxima ( ) é o momento magnético total dividido pelo volume da barra:

Resposta

A magnetização máxima da barra é aproximadamente .

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O momento de dipolo magnético associado a cada átomo de uma barra de ferro é de . Suponha que todos os átomos da barra, que tem 4.86 cm de comprimento e seção reta de , tenham seus momentos de dipolo alinhados.
(b) 1 ponto Qual o momento de dipolo total da barra ?
Desenhe as linhas de campo elétrico para, e use a lei de Gauss para determinar o campo elétrico para: uma esfera sólida de raio e carregada uniformemente com densidade volumétrica .
l) O que ocorre com o tamanho da imagem quando o objeto é colocado sobre o foco?
h) Faça um gráfico de em função de para um espelho côncavo.