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平面磁極によって作られた磁界での吸引力
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鉄片の反対側が無限遠まで続いていて、鉄片の透磁率が十分高く鉄片内での磁界Hが0になっているとするとします。 質問文中の解き方は力が距離によらず一定、という前提をもってきて解いているので、あまり適切ではないかと思います。 磁石と鉄片間の磁束密度が一定で、それ以外の部分には磁束が通っていない（面積Sの並行磁界）を仮定すると、磁石ー鉄片間の磁気エネルギー密度はB^2/(2μ0）で一定です。 いま、鉄片がdl動くと、磁気エネルギーのたまっている空間はSdlだけ増加し、磁気エネルギーはB^2/(2μ0)*Sdlだけ増加します。 これは鉄片に加わっている力fと等しい力でdlだけ移動させた時に必要なエネルギーに等しく、 fdl=B^2/(2μ0)*Sdl が成り立ちます。 両辺dlで割れば、f=の式になります。
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