Por que o campo elétrico produzido por um dipolo diminui mais depressa com a distância que o campo elétrico produzido por uma carga única?
a) Porque as duas cargas do dipolo estão separadas por uma certa distância.
b) Porque, como um dipolo é composto por duas cargas, o campo elétrico tem um valor duas vezes menor.
c) Porque quase todos os pontos do espaço estão mais próximos de uma das cargas do que da outra.
d) Porque a carga total do dipolo é zero.
e) Porque os dipolos não produzem campo elétrico.

Passo 1

Vamos lá! A questão nos pergunta por que o campo elétrico formado por um dipolo diminui mais rápido com a distância do que o campo elétrico de uma carga única. Para resolver isso, precisamos entender dois conceitos principais da matéria: campo elétrico e dipolo elétrico.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é um campo elétrico. É uma região ao redor de uma carga elétrica onde outra carga sente uma força elétrica. Para uma carga única E = k cdot Qr^2 , o campo elétrico é dado pela fórmula:
Onde:
  • é a constante eletrostática,
  • é a carga,
  • é a distância da carga.
Isso nos mostra que o campo elétrico de uma carga única diminui com o quadrado da distância ( ).

Passo 3

Agora, vamos falar sobre o dipolo elétrico. Um dipolo é composto por duas cargas iguais e opostas (+Q e -Q) separadas por uma distância p = Q cdot d . O dipolo tem um momento dipolar E approx 14piepsilon0 cdot pr^3 definido por:
Para um dipolo, o campo elétrico em uma distância muito maior que é dado por:
Aqui, vimos que o campo elétrico do dipolo diminui com o cubo da distância ( ).

Passo 4

A diferença na taxa de diminuição dos campos elétricos ( para uma carga única vs para um dipolo) ocorre porque, no dipolo, as cargas positiva e negativa estão próximas uma da outra. Essa configuração faz com que os campos elétricos das duas cargas se anulem parcialmente em grandes distâncias, resultando numa diminuição mais rápida.

Passo 5

Além disso, o dipolo tem carga total zero ( ). Isso significa que, a grandes distâncias, os efeitos das cargas positivas e negativas se compensam, deixando apenas a contribuição do momento dipolar, que diminui mais rapidamente com a distância.

Resposta

A alternativa correta é:
d) Porque a carga total do dipolo é zero.

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