Questáo) (
) Sobre a interaçáo dos momentos de dipolo magnético dos atomos (ou moléculas) dentro de umin material quando um campo magnético externo é aplicado:
(a) (
) Como os momentos magnéticos interagem com o campo extemo, eles ficam sujeitos a alguma forca ou torque? O sistema momento magnético + campo magnético externo é capaz de conservar energla?
(a) (
Passo 1
Vamos resumir o que a questão está pedindo. Estamos falando sobre como os momentos magnéticos de átomos ou moléculas interagem com um campo magnético externo aplicado em um material. O conteúdo aqui envolve a física dos dipolos magnéticos e suas interações com campos magnéticos. Para resolver, vamos precisar entender conceitos como torque e conservação de energia em sistemas magnéticos.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre o que acontece quando um momento magnético está em um campo magnético externo. Um momento magnético é como uma pequena seta que tende a se alinhar com o campo magnético. Quando ele não está alinhado, o campo exerce um torque sobre ele.
Passo 3
Torque é uma força que faz algo girar. No caso, o torque (
) pode ser calculado pela fórmula:
onde
é o momento magnético e
é o campo magnético externo. Esse torque faz o momento magnético querer girar para se alinhar com o campo.
Passo 4
Além do torque, se o campo magnético externo não for uniforme (ou seja, variar de intensidade ou direção no espaço), o momento magnético também pode experimentar uma força (
). Essa força pode mover o momento magnético na direção do gradiente do campo.
Passo 5
Sobre a conservação de energia, o sistema composto pelo momento magnético e pelo campo magnético externo pode trocar energia. Quando o momento magnético gira para se alinhar com o campo, ele libera energia potencial magnética. Portanto, a energia do sistema é conservada, mas pode ser transferida entre diferentes formas.
Resposta
Os momentos magnéticos interagem com o campo magnético externo submetendo-se a um torque que os faz alinhar com o campo. Além disso, se o campo não for uniforme, eles também podem experimentar uma força. O sistema composto pelo momento magnético e pelo campo magnético externo consegue conservar energia, permitindo a troca de energia potencial magnética durante a interação.
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.
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.