অনুভূমিকভাবে ঝুলানো একটি দণ্ড চুম্বক উত্তর-দক্ষিণ বরাবর থাকতে চায়। কারণ সে বরাবর-
i. লব্ধি বল শূন্য হয়
ii. লব্ধি টর্ক শূন্য হয়
iii. বলরেখাগুলো সমান্তরাল হয়
নিচের কোনটি সঠিক?

একটি দণ্ড চুম্বককে যখন অনুভূমিকভাবে ঝুলানো হয়, তখন এটি পৃথিবীর চৌম্বক ক্ষেত্রের প্রভাবে টর্ক (torque) অনুভব করে এবং উত্তর-দক্ষিণ বরাবর স্থিতিশীল অবস্থায় আসে। এই স্থিতিশীল অবস্থার বৈশিষ্ট্যগুলি হলো:

    
• i. লব্ধি বল শূন্য হয় (Net force is zero): পৃথিবীর চৌম্বক ক্ষেত্রকে সাধারণত একটি ছোট অঞ্চলের জন্য সুষম (uniform) চৌম্বক ক্ষেত্র হিসেবে বিবেচনা করা যায়। একটি সুষম চৌম্বক ক্ষেত্রে একটি দণ্ড চুম্বকের (যা একটি চৌম্বক দ্বিমেরু) উপর ক্রিয়াশীল মোট বল (net force) শূন্য হয়। অর্থাৎ, এর উত্তর মেরুতে যে বল কাজ করে এবং দক্ষিণ মেরুতে যে বল কাজ করে, তাদের মান সমান ও দিক বিপরীত হয়, ফলে লব্ধি বল শূন্য হয়। এটি রৈখিক স্থিতি (translational equilibrium) নিশ্চিত করে।
    
• ii. লব্ধি টর্ক শূন্য হয় (Net torque is zero): যখন একটি দণ্ড চুম্বককে চৌম্বক ক্ষেত্রে স্থাপন করা হয়, তখন এর উপর একটি টর্ক ক্রিয়া করে যা চুম্বকটিকে চৌম্বক ক্ষেত্রের সমান্তরালভাবে সারিবদ্ধ করতে চায়। এই টর্কের মান হলো \(\vec{\tau} = \vec{M} \times \vec{B}\), যেখানে \(\vec{M}\) হলো চৌম্বক দ্বিমেরু ভ্রামক এবং \(\vec{B}\) হলো চৌম্বক ক্ষেত্র। যখন চুম্বকটি উত্তর-দক্ষিণ বরাবর (অর্থাৎ পৃথিবীর চৌম্বক ক্ষেত্রের সমান্তরাল) থাকে, তখন \(\vec{M}\) এবং \(\vec{B}\) এর মধ্যবর্তী কোণ শূন্য হয়, ফলে \(\tau = MB\sin0^\circ = 0\) হয়। অর্থাৎ, লব্ধি টর্ক শূন্য হয় এবং চুম্বকটি ঘূর্ণন স্থিতি (rotational equilibrium) লাভ করে। এটিই মূলত চুম্বকের উত্তর-দক্ষিণ বরাবর সারিবদ্ধ হওয়ার প্রধান কারণ।
    
• iii. বলরেখাগুলো সমান্তরাল হয় (Field lines are parallel): পৃথিবীর চৌম্বক ক্ষেত্রের বলরেখাগুলো একটি নির্দিষ্ট ছোট অঞ্চলের জন্য প্রায় সমান্তরাল ধরা হলেও, এটি চুম্বকের উত্তর-দক্ষিণ বরাবর থাকার সরাসরি কারণ নয়। চুম্বকের অবস্থান বা ভারসাম্যের কারণ হলো এর উপর ক্রিয়াশীল বল ও টর্ক। বলরেখাগুলো সমান্তরাল হওয়া ক্ষেত্রের একটি বৈশিষ্ট্য, কিন্তু এটি সরাসরি চুম্বকের সারিবদ্ধ হওয়ার প্রক্রিয়া ব্যাখ্যা করে না।

সুতরাং, যখন একটি দণ্ড চুম্বক উত্তর-দক্ষিণ বরাবর থাকে, তখন এটি স্থিতিশীল সাম্যাবস্থায় থাকে, যার জন্য লব্ধি বল ও লব্ধি টর্ক উভয়ই শূন্য হয়। অতএব, i এবং ii উভয় বিবৃতিই সঠিক।