Enunciado

Um dipolo elétrico formado por cagas de + 2 e e - 2 e separadas por uma distância de 0,78   n m é submetido a um campo elétrico de 3,4 · 10 6 N / C . Calcule o módulo do torque exercido pelo campo elétrico sobre o dipolo se o momento de dipolo estiver (a) paralelo; (b) perpendicular; (c) antiparalelo ao campo elétrico.

Passo 1

Fala aí, pessoal! 😬

Pelo enunciado temos que o dipolo é formado por duas cargas com sinais oposto de carga q = 2 e , separadas por uma distância de d = 0,78   n m que estão submetidas a um campo de carga E = 3,4 · 10 6 N / C .A partir daí queremos obter o torque exercido pelo campo elétrico se o momento de dipolo estiver paralelo, perpendicular e antiparalelo ao campo elétrico.

Tem ideia de como fazemos isso? 🤔

Primeiramente vamos calcular o momento de dipolo, para depois calcular cada caso.

p = q d

Utilizando que a carga do elétron é q = 1,6 · 10 - 19 C .

p = 2 · 1,6 · 10 - 19 · 0,78 · 10 - 9

p ≃ 2,5 · 10 - 28 C m

Bora começar! 😉

Passo 2

Para responder os itens, devemos nos lembrar da fórmula para o torque do dipolo que é

τ = p E s i n θ

Para o item a, como o momento de dipolo esta paralelo ao campo elétrico, o ângulo entre momento e o campo é θ = 0

Dessa forma

s i n 0 = 0

então torque é nulo.

τ = 0 N m

Bacana, não é? 😉

Passo 3

No item b, o momento de dipolo é perpendicular ao campo elétrico, então o ângulo entre o momento e o campo é o θ = 90 º , então:

τ = p E s i n 90 = p E

τ = 2,5 · 10 - 28 3,4 · 10 6

τ = 8,5 · 10 - 22 N . m

tranquilo até aqui? 😊

Passo 4

No item c, temos que o momento de dipolo é antiparalelo, ou seja, o ângulo entre o momento e o campo é 180 graus, portanto

s i n 180 = 0

Como no caso a), o torque é nulo.

E aí! o que achou? Responde Aí! 😁

Resposta

(a) τ = 0,0 N . m

(b) τ = 8,5 · 10 - 22 N . m

(c) τ = 0,0 N . m

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