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Enunciado

Física - Halliday - Vol 3- Ed: 4º - Capítulo 30.Exercícios e Problemas - Ex. 54

Um dipolo magnético com um momento dipolar de módulo 0,020   J / T é liberado a partir do repouso em um campo magnético uniforme de módulo 52 m T 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 0,80   m J . (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

E aí galerinha, vamos destruir essa questão comigo? Vamos láaaa!

(a) Como o ganho de energia cinética, quando o dipolo passa de uma orientação definida por um ângulo θ para a orientação na qual o momento dipolar está alinhado com o campo magnético, é igual à perda de energia potencial, temos:

K = U i - U f = - μ B c o s ⁡ θ - - μ B c o s ⁡ 0 ∘ ,

o que nos dá

θ = c o s - 1 ⁡ 1 - K μ B = c o s - 1 ⁡ 1 - 0,00080 J ( 0,020 J / T ) ( 0,052 T ) = 77 ∘ .

Passo 2

(b) Como estamos supondo que não há dissipação de energia no processo, o ângulo para o qual o dipolo volta a entrar momentamente em repouso é igual ao ângulo inicial, θ = 77 ∘ .

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Resposta

a. 77 ∘ .

b. θ = 77 ∘ .

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