Um dipolo possui
, onde
.Este dipolo está situado num campo elétrico uniforme
. Calcular o módulo do torque exercido sobre o dipolo quando a reta que une as cargas do dipolo forma com o campo elétrico um ângulo igual a:
Passo 1
O enunciado dá as seguintes informações e pede o que está abaixo:
- Dados fornecidos:
o ângulo entre a reta que une as cargas e o campo elétrico é
.
- Pergunta:
Calcular o módulo do torque exercido sobre o dipolo quando o ângulo é.
Passo 2
Entendendo as grandezas e convertendo unidades (passo importante para não errar):
-
é o momento de dipolo elétrico; tem unidade . -
está em angstroms. Um angstrom vale . Então - A carga elementar
(presumimos que o enunciado refere-se à carga fundamental) vale
Passo 3
Calcular o momento de dipolo
usando
. Vou multiplicar em notação científica, mostrando cada passo:
- Primeiro coloque os números em forma científica:
- Multiplicando:
Multiplicando as mantissas: . Somando expoentes: .
Passo 4
Revisando a fórmula do torque sobre um dipolo num campo elétrico uniforme:
- O torque (momento de força) em módulo é dado por
onde: -
é o torque (unidade ); -
é o momento de dipolo ( ); -
é o módulo do campo elétrico ( ); -
é o ângulo entre o vetor momento de dipolo e o vetor campo elétrico.
-
- Aqui
. Sabemos que
Passo 5
Calcular
antes de multiplicar por
:
- Usando
e , Multiplicando mantissas: . Somando expoentes: . É comum ajustar a mantissa para ficar entre 1 e 10:
Passo 6
Agora multiplico por
:
- Usando
, Numericamente,
Passo 7
Arredondamento e apresentação do resultado:
- Mantendo duas casas significativas coerentes com os dados iniciais,
- Verificação rápida de unidades:
em vezes em dá , que é unidade de torque — tudo coerente.