Unicamp, Física 3, 2019.2, P1, Questão 1.
A força exercida por um campo elétrico uniforme sobre um diplo é:
a) paralela ao momento de dipolo
b) perpendicular ao momento de dipolo
c) paralela ao campo elétrico
d) perpendicular ao campo elétrico
e) nenhuma das alternativas
Passo 1
Então pessoal, vamos começar lembrando o que é o dipolo elétrico.
No caso mais simples, a gente precisa de duas cargas com sinais opostos separadas por uma distância pequena:
E em um dipolo elétrico como esse, você pode definir um momento de dipolo que é um vetor apontando da carga negativa para a positiva:
E o módulo desse vetor é:
Tá, agora vamos ver o que acontece quando a gente coloca esse dipolo em um campo elétrico.
Passo 2
Vamos fazer um desenho representando essa situação. Por exemplo, se o campo começa perpendicular ao dipolo:
A força que o campo exerce sobre a carga é:
Então no caso da carga negativa, a força é contrária ao campo, e no caso da carga positiva, é no mesmo sentido do campo:
Então o que acontece quando a gente considera o dipolo inteiro? As duas forças de cancelam! E a força resultante sobre o dipolo é nula.
Isso quer dizer que nenhuma das alternativas do enunciado estão corretas.
Passo 3
Ah, só mais uma coisa, isso não depende da direção do campo.
Se o campo fosse paralelo ao momento de dipolo, aconteceria o seguinte:
Mais uma vez, as duas forças se cancelam, e a força do campo elétrico sobre o dipolo é nula.
Resposta
A força sobre o dipolo é nula. Alternativa (e).