Um dipolo elétrico de momento dipolar é colocado em um campo elétrico . Qual é o módulo do torque experimentado por este dipolo?
(a)
(b)
(c) (d)
(e)
Passo 1
Primeiramente, vamos lembrar a definição de torque em um dipolo.
Um dipolo na presença de um campo elétrico sofre um torque dado pela seguinte expressão
sendo o produto vetorial que obedece a regra da mão direita.
Em um campo elétrico constante, o dipolo não sofre translação, mas sofre uma rotação. Isto acontece porque as cargas positiva e negativa do dipolo sofrem forças de mesmo módulo e direção, mas sentidos opostos. Veja a figura abaixo.
Se o dipolo e o campo elétrico possuem componentes cartesianas, isto é,
então podemos calcular o torque a partir do determinante abaixo.
Com essa expressão em mente, vamos resolver essa questão no próximo passo.
Passo 2
O enunciado diz que o dipolo elétrico e o campo elétrico são dados por
Vemos assim que o dipolo elétrico não possui componentes e , e o campo elétrico não possui componente . Desta forma, o torque sobre o dipolo é dado somente por
pois todas as outras componentes são nulas. Desta forma, temos que
Assim, o módulo do torque é
Portanto, analisando as alternativa, vemos que a alternativa correta é a letra .