חשמל ומגנטיות · פיתוח 23

מומנט, אנרגיה וכוח על דיפול מגנטי

זמן יעד: 1:50 (60 מומנטים 50 אנרגיה והכוח הנגזר) ⏱ ניסיון חדש

ניסוח מלא

חשבו מומנט, אנרגיה וכוח הפועלים על דיפול מגנטי בשדה חיצוני.

פתרון

לולאה מלבנית a\times b בשדה. זוג צלעות נגדיות יוצר צמד כוחות לורנץ:
\vec{\tau}=I\left(a\hat{n}_{1}\right)\times\left(b\vec{B}\right)=Iab\left(\hat{n}\times\vec{B}\right)=\vec{m}\times\vec{B}
אנרגיה פוטנציאלית מעבודת הסיבוב:
U=-\int\tau d\theta=-\int\left(-mB\sin\theta\right)d\theta=-mB\cos\theta=-\vec{m}\cdot\vec{B}
הכוח נגזר מתוך האנרגיה:
\vec{F}=-\vec{\nabla}U=\vec{\nabla}\left(\vec{m}\cdot\vec{B}\right)=\left(\vec{m}\cdot\vec{\nabla}\right)\vec{B}

ניסיונות וטבלת שיאים

אף אחד עוד לא פתר את הפיתוח הזה.

אין עדיין ניסיונות.