문제 #17811

Question

자기모멘트 9.8 × 10^{-5}[Wb/m] 의 막대 자석을 지구자계의 수평성분 10.5[AT/m] 의 곳에서 지자기자오면으로부터 90° 회전시키는데 필요한 일은 몇 [J] 인가?

Accepted Answer

**정답 이유:** 이 문제는 막대 자석을 지구 자기장 내에서 회전시키는 데 필요한 일을 계산하는 문제입니다. 핵심 개념은 자기 모멘트와 외부 자기장의 상호작용으로 발생하는 퍼텐셜 에너지의 변화를 이용하는 것입니다. **핵심 개념:** 1. **자기 퍼텐셜 에너지:** 외부 자기장 $\mathbf{B}$ 속에 놓인 자기 모멘트 $\mathbf{m}$를 가진 막대 자석의 퍼텐셜 에너지 $U$는 $U = -\mathbf{m} \cdot \mathbf{B}$로 주어집니다. 여기서 $\cdot$는 내적을 의미합니다. 2. **회전에 필요한 일:** 외부에서 해주는 일 $W$는 시스템의 퍼텐셜 에너지 변화량과 같습니다. 즉, $W = \Delta U = U_{final} - U_{initial}$ 입니다. **해설:** 주어진 문제에서 막대 자석의 자기 모멘트는 $m = 9.8 	imes 10^{-5} \, 	ext{Wb/m}$ 이고, 지구 자기장의 수평 성분은 $B_h = 10.5 \,

문제 1