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प्रश्न
चुंबकीय आघूर्ण M = 0.32 JT-1 वाला एक छोटा छड़ चुंबक, 0.15 T के एकसमान बाह्य चुंबकीय क्षेत्र में रखा है। यदि यह छड़ क्षेत्र के तल में घूमने के लिए स्वतंत्र हो तो क्षेत्र के किस विन्यास में यह
- स्थायी संतुलन और
- अस्थायी संतुलन में होगा?
प्रत्येक स्थिति में चुंबक की स्थितिज ऊर्जा का मान बताइए।
उत्तर
दिया है, चुंबक का चुंबकीय आघूर्ण M = 0.32 JT−1
चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता B = 0.15 T
(i) छड़ चुंबक चुंबकीय क्षेत्र के साथ संरेखित है। इस प्रणाली को स्थिर संतुलन में माना जाता है। इसलिए, बार चुंबक और चुंबकीय क्षेत्र के बीच का कोण θ = 0° है।
प्रणाली की संभावित ऊर्जा:
U = `vec("M") * vec("B")`
= – MB cos θ
= – 0.32 × 0.15 × cos 0°
= – 0.32 × 0.15 × 1
= – 0.048 J
(ii) छड़ चुंबक चुंबकीय क्षेत्र से 180° पर उन्मुख है। इसलिए, यह अस्थिर संतुलन में माना जाता है।
θ = 180°
प्रणाली की संभावित ऊर्जा:
U = `vec("M") * vec("B")`
= – MB cos θ
= – MB cos 180°
= – 0.32 × 0.15 × (-1)
= +0.048 J
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