Duas partículas carregadas de cargas pm 33,3 C formam um dipolo elétrico. A partícula de carga negativa encontra-se na origem de um certo sistema de coordenadas, enquanto a de carga positiva encontra-se na posição x=1,0 cm do mesmo sistema. Qual a energia potencial do dipolo (em J) quando submetido a um campo elétrico E=(-91,9 i+21,3 j-51,3 k) N/C?
(a) 100,87
(b) 68,67
(c) 90,14
(d) 30,60
(e) 2,38

Passo 1

O enunciado envolve um dipolo elétrico formado por duas cargas pm 33,3 C separadas por 1,0 cm, imerso em um campo uniforme E=(-91,9,i+21,3,j-51,3,k) N/C. O tema é energia potencial de um dipolo em campo elétrico, para o qual usaremos a fórmula
U = -,pcdotE

Passo 2

Calculamos o momento de dipolo p. A posição da carga positiva em relação à negativa é
r = (0,01,,0,,0) m,
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p = q,r = 33,3 times (0,01,,0,,0) = (0,333,,0,,0) Ccdot m

Passo 3

Aplicamos U = -,pcdotE. Primeiro o produto escalar:
pcdotE = 0,333times(-91,9) + 0 + 0 = -30,61 J
Portanto
U = -(-30,61) = 30,61 J

Passo 4

Arredondando com duas casas decimais e comparando com as alternativas, obtemos Uapprox30,60 J, que é a opção (d).

Resposta

(d) 30,60 J

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