Considere uma bobina quadrada de lado 14 cm e com 255 espiras. A espira é percorrida por uma corrente de 597 mA . A bobina está em repouso em um campo magnético uniforme de módulo 218 mT e momento magnético dipolar inicialmente alinhado no sentido do campo magnético.
Que trabalho (em J) o torque aplicado por um agente externo teria que realizar sobre a bobina para fazê-la girar de
em relação a orientação inicial, deixando a bobina em repouso?
Dado: escreva o resultado com duas casas decimais.
Passo 1
O enunciado descreve uma bobina quadrada de lado
cm com
espiras, percorrida por corrente
mA, em repouso num campo uniforme de módulo
mT. Inicialmente o momento magnético dipolar
está alinhado com
, e queremos o trabalho que um agente externo deve realizar para girar a bobina de
, deixando-a em repouso. O conteúdo é energia potencial magnética de um dipolo e trabalho de torque externo.
Passo 2
Calculamos a área de uma espira e o momento magnético:
Passo 3
A energia potencial de um dipolo magnético é
Quando giramos a bobina de
para
de forma lenta, o trabalho do torque externo é igual à variação de energia potencial:
Passo 4
Como
e
, temos
Passo 5
Substituindo os valores numéricos:
Arredondando para duas casas decimais,