2004년03월07일 17번

[전기자기학]
균일한 자속 밀도 B 중에 자기 모멘트 m 의 자석(관성 모멘트 I)이 있다. 이 자석을 미소 진동 시켰을 때의 주기는 얼마인가?

(정답률: 38%)

문제 해설

자석을 미소 진동 시키면 자기장이 변화하게 되고, 이에 따라 자기 모멘트 m도 변화하게 된다. 이 변화된 자기 모멘트 m은 자기장 B에 대한 진동자(자석)의 운동 방정식에서 마치 진동자의 진동수 ω와 관련된 진동수 ω'를 가지게 된다. 이 때, ω'는 ω와 다르며, ω'는 다음과 같이 주어진다.

ω' = ω / (1 + (Iω^2)/(mB^2))

여기서 I는 자석의 관성 모멘트이다. 따라서, 주기 T는 다음과 같이 주어진다.

T = 2π / ω' = 2π(1 + (Iω^2)/(mB^2)) / ω

위의 식에서 ω'는 ω보다 작으므로, T는 ω보다 크게 된다. 따라서, 정답은 "

"이다.