Um dipolo elétrico formado por cargas de
e
separadas por uma distância de
é submetido a um campo elétrico de
. Determine (a) a diferença entre as energias potenciais quando o dipolo está orientado perpendicularmente e paralelamente ao campo elétrico E .
Passo 1
O enunciado dá um dipolo com cargas
separadas por
, imerso em
. Pede a diferença entre as energias potenciais quando o dipolo está perpendicular e quando está paralelo a
. Vamos usar a fórmula da energia potencial de um dipolo elétrico em campo uniforme:
onde
é o momento de dipolo e
o ângulo entre
e
.
Passo 2
Calculamos primeiro o momento de dipolo
. Como
, temos
Passo 3
Escrevemos as energias potenciais nas duas orientações:
- Perpendicular: , logo
.
- Paralelo: , logo
.
Assim,
- Perpendicular:
- Paralelo:
Assim,
Passo 4
Substituindo
e
em
:
Passo 5
A diferença pedida é