O que ocorre quando um dipolo magnético é colocado na presença de um campo magnético?

Passo 1

Beleza! Vamos lá: a questão pergunta o que acontece quando um dipolo magnético é colocado num campo magnético. Aqui, estamos lidando com o conteúdo de eletromagnetismo, mais especificamente com o comportamento de dipolos magnéticos em campos magnéticos. Para resolver isso, vamos precisar entender o que é um dipolo magnético, como ele interage com o campo magnético e quais são os efeitos dessa interação, como torque e energia potencial.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é um dipolo magnético. Imagine um ímã de barra: ele tem dois polos, norte e sul. Esse par de polos forma o que chamamos de dipolo magnético. O dipolo tem um vetor associado a ele, chamado momento magnético ( m), que aponta do polo sul para o polo norte.

Passo 3

Agora, quando colocamos esse dipolo magnético em um campo magnético externo ( B), ocorre uma interação entre o momento magnético e o campo. Essa interação pode ser analisada em termos de torque e energia.

Passo 4

Vamos falar sobre o torque. O torque ( tau) é uma força que tenta girar o dipolo para alinhar o momento magnético com o campo magnético. A fórmula para calcular o torque é:
tau = m times B
Isso significa que o torque é proporcional ao seno do ângulo entre m e B. Quando o dipolo não está alinhado, ele vai sentir uma força que o faz girar até que m e B fiquem na mesma direção.

Passo 5

Além do torque, temos a energia potencial magnética ( U) do dipolo no campo. Essa energia é dada por:
U = -m cdot B = -mBcos(theta)
Onde theta é o ângulo entre m e B. Quando o dipolo está alinhado com o campo ( theta = 0), a energia é mínima, o que explica por que o dipolo tende a se alinhar com o campo magnético.

Passo 6

É importante notar que se o campo magnético for uniforme, o dipolo só experimenta torque, mas não uma força líquida. Porém, se o campo for não uniforme, além do torque, o dipolo também pode sentir uma força que o move na direção onde o campo está mais forte.

Resposta

Quando um dipolo magnético é colocado na presença de um campo magnético, ele experimenta um torque que tende a alinhar o seu momento magnético com o campo. Além disso, se o campo magnético não for uniforme, o dipolo também pode sentir uma força que o movimenta na direção de maior intensidade do campo.

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