-45 Um elétron está no eixo de um dipolo elétrico, a 25 nm de distância do centro do dipolo. Qual é o módulo da força eletrostática a que está submetido o elétron se o momento do dipolo é ? Suponha que a distância entre as cargas do dipolo é muito menor que 25 nm .

Passo 1

Beleza, a questão pede para calcular a força eletrostática que atua sobre um elétron que está no eixo de um dipolo elétrico, a 25 nm do centro do dipolo. Vamos usar conceitos de campo elétrico de um dipolo e a relação entre força e campo elétrico para resolver isso.

Passo 2

Primeiro, precisamos lembrar como é calculado o campo elétrico no eixo de um dipolo. A fórmula é:
Onde:
  • é o campo elétrico,
  • é a permissividade do vácuo ( ),
  • é o momento do dipolo,
  • é a distância do centro do dipolo.

Passo 3

Vamos substituir os valores que temos na fórmula:
Então,

Passo 4

Vamos calcular passo a passo:
  1. Calculando o denominador:
  1. Calculando o numerador:
  1. Agora, substituindo na fórmula:

Passo 5

Agora que temos o campo elétrico, vamos calcular a força sobre o elétron usando , onde é a carga do elétron ( ):

Resposta

O módulo da força eletrostática a que está submetido o elétron é aproximadamente .

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