Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 3 - Eletromagnetismo - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo 28.10 - Ex. 58
Um dipolo magnético com um momento dipolar de módulo é liberado a partir do repouso em um campo magnético uniforme de módulo e gira livremente sob a ação da força magnética. Quando o dipolo está passando pela orientação na qual o momento dipolar está alinhado com o campo magnético, sua energia cinética é . (a) Qual é o ângulo inicial entre o momento dipolar e o campo magnético? (b) Qual é o ângulo quando o dipolo volta a entrar (momentaneamente) em repouso?
Passo 1
Aqui temos um dipolo magnético que é liberado a partir do repouso em um campo magnético e começa a girar por causa disso. Quando este passa pelo ponto onde ele se alinha com o campo é medido sua energia cinética.
Passo 2
(a) Como o ganho de energia cinética, quando o dipolo passa de uma orientação definida por um ângulo para a orientação na qual o momento dipolar está alinhado com o campo magnético, é igual à perda de energia potencial, temos:
Onde K é a energia cinética e U é a energia potencial
como onde é o momento bipolar
o que nos da
Onde os dados são:
Passo 3
(b) Como estamos supondo que não há dissipação de energia no processo, o ângulo para o qual o dipolo volta a entrar momentaneamente em repouso é igual ao ângulo inicial,