Una esfera sólida de masa
gira uniformemente alrededor de su eje con una carga
distribuida uniformemente en su superficie. Probar que el momento magnético
esta relacionado con el momento angular
, por:

Un disco de radio
lleva una carga fija de densidad
y gira con una velocidad angular
.
1.Halle la inducción magnética
en un punto situado en el eje de simetría del disco a una distancia
del centro.
2.Halle la inducción magnética
en el centro del disco.
en un punto situado en el eje de simetría del disco a una distancia
del centroLa idea es dividir el disco en espiras de corriente infinitesimales, e integrar a todo el disco. El módulo de la inducción magnética creada en un punto situado en el eje de simetría de una espira a una distancia
del centro viene dada por

donde
es la intensidad que recorre la espira y
es su radio. Nuestro objetivo será integrar la expresión

donde debemos expresar
en función del radio
de cada espira infinitesimal, para realizar la integración de
a
. Se tiene que
, luego
, y de esta manera


Recurriendo a una tabla de primitivas, vemos que

y así


en el centro del discoSólo tenemos que sustituir
.

1.Un disco no conductor de pequeño grosor de masa
, uniformenente distribuida en toda la superficie del mismo, y radio
posee una densidad superficial de carga uniforme
y gira con velocidad angular
alrededor de su eje. Determine el momento (dipolar) magnético del disco en rotación.
2.Una esfera sólida de radio
posee una densidad de carga uniforme
y una carga total
. La esfera gira alrededor de su diámetro con velocidad angular
, y posee una masa total
uniformenente distribuida en toda ella. Con la ayuda del resultado del apartado anterior, calcule el momento (dipolar) magnético de la esfera giratoria.
3.Para la esfera sólida, demuestre que los vectores de momento magnético y momento angular están relacionados por
, resultado de validez general para cuerpos con densidades de carga y masa ambas uniformes, con
el denominado factor giromagnético.