Uma molécula com momento de dipolo elétrico p → é orientada de modo que p → faz um ângulo θ com um campo elétrico uniforme E → . O dipolo é livre para mover-se em resposta à força gerada pelo campo. Descreva o movimento do dipolo. Admita agora que o campo elétrico não seja uniforme e aumente com o aumento da coordenada x. Como será o movimento do dipolo?

Passo 1

Como θ ≠ 0 , um dipolo em um campo elétrico uniforme experimentará um torque restaurador cuja magnitude é p E x sin ⁡ θ . Por isso vai oscilar sobre sua orientação de equilíbrio, θ = 0 .

Passo 2

Se θ ≪ 1 , sin ⁡ θ ≈ θ , e o movimento será um movimento harmônico simples.

Passo 3

Como o campo não é uniforme e é maior na direção x , a força agindo sobre a carga positiva do dipolo (na direção de x crescente) será maior do que a força que atua sobre a carga negativa do dipolo (na direção de decrescente x ) e, portanto, haverá uma força elétrica resultante sobre o dipolo na direção crescente de x . Portanto, o dipolo acelerará na direção x enquanto oscila em torno de θ   =   0 .

Resposta

Como θ ≠ 0 , um dipolo em um campo elétrico uniforme experimentará um torque restaurador cuja magnitude é p E x sin ⁡ θ . Por isso vai oscilar sobre sua orientação de equilíbrio, θ = 0 . Se θ ≪ 1 , sin ⁡ θ ≈ θ , e o movimento será um movimento harmônico simples. Como o campo não é uniforme e é maior na direção x , a força agindo sobre a carga positiva do dipolo (na direção de x crescente) será maior do que a força que atua sobre a carga negativa do dipolo (na direção de decrescente x ) e, portanto, haverá uma força elétrica resultante sobre o dipolo na direção crescente de x . Portanto, o dipolo acelerará na direção x enquanto oscila em torno de θ   =   0 .