Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 3 - Eletromagnetismo - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo 32.11 - Ex. 52
Uma barra magnética com de comprimento, de raio e uma magnetização uniforme de pode girar em torno do centro como uma agulha de bússola. A barra é submetida a um campo magnético uniforme de módulo cuja direção faz um ângulo de com a direção de momento dipolar da barra. (a) Determine o módulo do torque exercido pelo campo sobre a barra. (b) Determine a variação da energia potencial magnética da barra quando o ângulo muda para .
Passo 1
O problema menciona uma barra magnética com uma certa magnetização e pede para fazermos considerações acerca do torque e da energia magnética em determinadas situações. Para isso, precisamos saber primeiro o momento magnético da barra. A magnetização é dada por
Assim,
Com , e , obtemos
Passo 2
O torque é dado por
Assim, em módulo,
Com , e , temos que
Passo 3
Já para a energia, devemos lembrar que
Assim,
Como e , concluímos que