문제 #16016

Question

자기 모멘트 9.8×10^{-5}[Wbᆞm] 의 막대자석을 지구자계의 수평성분 12.5[AT/m] 의 곳에서 지자기 자오면으로부터 90 도 회전시키는데 필요한 일은 약 몇 [J] 인가?

Accepted Answer

**정답 이유:** 막대자석을 회전시키는 데 필요한 일은 자석의 자기 모멘트, 지구 자기장의 수평 성분, 그리고 회전 각도에 따라 결정됩니다. 이 문제는 자기 모멘트와 지구 자기장의 수평 성분이 주어졌고, 자석을 지자기 자오면으로부터 90도 회전시키는 경우이므로, 자기 퍼텐셜 에너지의 변화량을 계산하여 필요한 일을 구할 수 있습니다. **핵심 개념:** * **자기 퍼텐셜 에너지:** 외부 자기장 내에 놓인 자석은 외부 자기장과 자석의 자기 모멘트 방향에 따라 퍼텐셜 에너지를 가집니다. 외부 자기장 $\vec{B}$ 내에 자기 모멘트 $\vec{m}$를 가진 자석의 퍼텐셜 에너지는 $U = -\vec{m} \cdot \vec{B}$로 주어집니다. * **일과 퍼텐셜 에너지:** 외부에서 자석을 회전시키는 데 필요한 일은 자석의 퍼텐셜 에너지 변화량과 같습니다. 즉, $W = \Delta U = U_{final} - U_{initial}$ 입니다. **문제 풀이:** 1. **초기 퍼

문제 1