Um dipolo (perfeito) está localizado a uma distância a acima de um plano condutor infinito (Figura 4.7). O dipolo forma um ângulo com a perpendicular ao plano. Encontre o torque sobre . Se o dipolo tiver rotação livre, em que direção ficar em repouso?
Passo 1
Faaala meu povo, bora iniciar mais uma questão do nosso livro!
Bem primeiramente vamos imaginar um dipolo acima do plano condutor em um ângulo arbitrário (ângulo entre e o eixo perpendicular do plano). Usando o método das imagens vamos substituir o plano condutor por duas cargas que no limite se tornam um dipolo. Colocamos a origem no dipolo da imagem e alinhamos o eixo com o dipolo da imagem , o campo elétrico do dipolo da imagem é dado por:
O torque sobre o dipolo original é simplesmente:
Como cargas opostas se atraem, é fácil ver que o dipolo deve ser perpendicular ao plano. Alternativamente, podemos notar que o torque tem uma característica restauradora.
E assim a gente conclui nossa questão, te vejo na próxima!
Resposta
As posições estáveis são perpendiculares ao plano.