) A distância entre duas cargas puntiformes
e
é igual a 2 mm , formando um dipolo elétrico.
(a) Calcule o momento de dipolo elétrico (módulo, direção e sentido);
(b) As cargas estão no interior de um campo elétrico cuja direção forma um ângulo de
com o eixo que liga as cargas;
(c) Qual é o módulo desse campo elétrico sabendo que o módulo do torque exercido sobre o dipolo elétrico é igual a
?
(a) Calcule o momento de dipolo elétrico (módulo, direção e sentido);
(b) As cargas estão no interior de um campo elétrico cuja direção forma um ângulo de
(c) Qual é o módulo desse campo elétrico sabendo que o módulo do torque exercido sobre o dipolo elétrico é igual a
Passo 1
O enunciado descreve um dipolo elétrico formado por duas cargas puntuais
e
separadas por
. Está imerso num campo elétrico que faz ângulo de
com o eixo do dipolo, e sabemos que o torque sobre ele vale
. Vamos usar os conceitos de momento de dipolo
e torque em dipolo
para calcular (a) o momento de dipolo (módulo, direção e sentido) e (c) o módulo do campo
.
Passo 2
Calculamos o módulo do momento de dipolo
. A carga efetiva é
e a separação é
Logo,
A direção de
é a mesma do eixo que une as cargas, e o sentido vai da carga negativa para a carga positiva.
Passo 3
Para encontrar o módulo do campo
, usamos a expressão do torque sobre um dipolo:
Aqui
,
e
.
Passo 4
Isolando
na fórmula do torque:
Como
, temos
Resposta
(a)
, direção ao longo do eixo que une as cargas, sentido da carga negativa para a positiva.
(b) ângulo entre e
:
.
(c)
(b) ângulo entre
(c)