5^2 Questáo) ( 2,0 pt ) Sobre a interaçáo dos momentos de dipolo magnético dos atomos (ou moléculas) dentro de umin material quando um campo magnético externo é aplicado:
(a) ( 1,0 pt ) 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?

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 ( tau = m times B ) 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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