एक छोटा छड़ चुम्बक (चुम्बकीय आघूर्ण m=032J/T), 015T के एकसमान चुम्बकीय क्षेत्र में रखा जाता है। यदि छड़ क्षेत्र के तल में घूमने में स्वतन्त्र हो, तो कौन-सा अभिविन्यास इसके: (a) स्थायी और (b) अस्थायी संतुलन के संगत होगा? हर स्थिति में चम्बक की स्थितिज ऊर्जा क्या है?

Explanation

यहाँ `m= 0.32J//T` और `B = 0.15 T`
हम जानते हैं कि `U-vecm. vecB=-B cos theta`
(a) स्थायी संतुलन के लिए `vecm` को `vecB` के समान्तर होना है। इस स्थिति में `theta=0^(@)` होगा। इस प्रकार
`U=-mB cos 0^(@)--mB=-(0.32J//T)(0.15T)`
`=-4.8xx10^(-2)J`
(b) अस्थायी संतुलन के लिए `vecm` को `vecB` के प्रतिसमान्तर होना है। इस स्थिति में `tehta-180^(@)` होगा। इस प्रकार
`U-=mB cos180^(@)=-mB(-1)=nB`
`=(0.32J//T)0.15T)=4.8xx10^(-2)J`