Movimiento de un imán dentro de un solenoide

Tengo un problema de tarea en el que se coloca una barra magnética en la mitad de un solenoide horizontal. Un corte muestra que el polo norte del imán apunta a la izquierda de la página y el polo sur está fuera del solenoide. Las bobinas del solenoide apuntan hacia la página en la parte superior y salen de la página desde la parte inferior. El problema pregunta cómo se moverá el imán cuando se encienda la energía y la corriente fluya a través del solenoide.

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Usando la regla de la mano derecha con mi pulgar apuntando a lo largo del cable, he encontrado que el campo debido al solenoide apunta hacia la izquierda (la flecha en rojo), por lo que el imán será atraído en esa dirección. No estoy seguro de si el imán saldrá disparado por el extremo del solenoide o si se asentará en el medio. Entiendo que el campo magnético cae fuera del solenoide, por lo que no habría fuerza para moverlo, pero me inclino a pensar que el impulso del imán podría mantenerlo en movimiento y abandonará el solenoide. Un compañero de laboratorio me dijo que podía pensar en los extremos del solenoide como polos magnéticos, por lo que el imán alcanzaría el equilibrio en el medio. ¿Alguien podría decirme qué pasará con el imán y por qué?

La inercia lo mantendrá en marcha.

Respuestas (1)

Lo más probable es que el imán salga volando. Sin alguna información más sofisticada, es imposible hacer los cálculos para confirmar esto, pero mi lógica aquí es la siguiente:

El polo norte del solenoide está en la dirección de la flecha, por lo que el imán querrá moverse hacia la derecha. esto es principalmenteporque el polo norte dentro del imán desea acercarse al polo sur del dipolo. En este punto, ambos estamos en la misma página, la única pregunta es ¿equilibrio o no equilibrio? Mi intuición es que saldrá volando porque el campo en el interior de un solenoide es muy fuerte en comparación con el exterior, incluso varios cientos de veces. Como tal, habrá un impulso inicial muy grande para mover el polo norte del imán al polo sur del solenoide; sin embargo, una vez que el polo norte ha pasado, el campo magnético tendría que hacer la misma cantidad de trabajo sobre el imán para que vuelva a descansar. Debido a que el campo es mucho más débil en el exterior, esta posibilidad de que el campo haga tanto trabajo antes de que el imán se aleje demasiado parece muy baja...