Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 3- Ed: 12º - Capítulo 27.Problemas - Ex. 87
87- Uso da Lei de Gauss do magnetismo. Em uma certa região do espaço, o campo magnético não é uniforme. O campo magnético possui um componente e outro componente que aponta para fora ou para dentro do eixo . O componente é dado por , em que é uma constante positiva. O componente radial depende somente de , a distância radial até o eixo .
Use a Lei de Gauss para o magnetismo, dada pela Equação , para determinar o componente em função de . (Sugestão: experimente uma superfície gaussiana cilíndrica de raio concêntrica com o eixo , com uma extremidade em e a outra no ponto ).
Faça um desenho mostrando as linhas do campo magnético.
Passo 1
A equação nos diz que:
Então é como se tivéssemos que a somatória dos fluxos magnéticos em todas as área é igual a zero, e o corpo cilíndrico é composto por três áreas. Que são as duas áreas circulares de cima e a de baixo mas o seu corpo, porém não vamos contar o fecho circular de baixo pois a componente do campo magnético será nulo, o que nos deixa com:
Onde e
Pois a componente radial depende somente do raio do corpo.
Então:
Então valerá:
Passo 2
Visto no plano nós temos:
E vendo o eixo nós temos:
Um possível campo magnético possível é: