Uma molécula com momento de dipolo elétrico é orientada de modo que faz um ângulo com um campo elétrico uniforme . 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 , um dipolo em um campo elétrico uniforme experimentará um torque restaurador cuja magnitude é . Por isso vai oscilar sobre sua orientação de equilíbrio, .
Passo 2
Se , , e o movimento será um movimento harmônico simples.
Passo 3
Como o campo não é uniforme e é maior na direção , a força agindo sobre a carga positiva do dipolo (na direção de crescente) será maior do que a força que atua sobre a carga negativa do dipolo (na direção de decrescente ) e, portanto, haverá uma força elétrica resultante sobre o dipolo na direção crescente de . Portanto, o dipolo acelerará na direção enquanto oscila em torno de .
Resposta
Como , um dipolo em um campo elétrico uniforme experimentará um torque restaurador cuja magnitude é . Por isso vai oscilar sobre sua orientação de equilíbrio, . Se , , e o movimento será um movimento harmônico simples. Como o campo não é uniforme e é maior na direção , a força agindo sobre a carga positiva do dipolo (na direção de crescente) será maior do que a força que atua sobre a carga negativa do dipolo (na direção de decrescente ) e, portanto, haverá uma força elétrica resultante sobre o dipolo na direção crescente de . Portanto, o dipolo acelerará na direção enquanto oscila em torno de .