Uma espira quadrada de lado L e percorrida por uma corrente I está imersa em um campo magnetico de magnitude B0 que inicialmente está paralelo ao plano dessa espira. Calcule:
a) O momento de dipolo da espira.
b) O torque na espira.

Passo 1

Resumo do enunciado: Temos uma espira quadrada de lado L percorrida por corrente I, imersa num campo magnético uniforme de módulo B0 que está paralelo ao plano da espira. O que queremos é (a) o momento de dipolo magnético dessa espira e (b) o torque exercido sobre ela. O conteúdo aqui é magnetismo, mais precisamente momento de dipolo magnético e torque de um dipolo em um campo.

Passo 2

Definição de momento de dipolo magnético: Para uma espira plana qualquer, o momento de dipolo magnético mu é dado por mu=I,A, onde A é o vetor área da espira. No caso de uma espira quadrada de lado L, temos área A=L^2. A direção de A (e, portanto, de mu) é normal ao plano da espira, obtida pela regra da mão direita associada ao sentido da corrente.

Passo 3

Cálculo do momento de dipolo: Combinando definição e valor da área, obtemos

Resposta

a) mu=I,L^2,n, onde n é o vetor unitário normal à espira determinado pela regra da mão direita em relação ao sentido da corrente.
b) O torque sobre um dipolo magnético é tau=mutimesB. Como B0 está paralelo ao plano da espira, o ângulo entre mu e B0 é 90^circ, então
|tau|=|mu|,B0,sin90^circ=I,L^2,B0
e vetorialmente
tau=I,L^2,(ntimesB0),B0.

Exercícios relacionados