Por que o campo elétrico produzido por um dipolo diminui mais depressa com a distância que o campo elétrico produzido por uma carga única?
a) Porque as duas cargas do dipolo estão separadas por uma certa distância.
b) Porque, como um dipolo é composto por duas cargas, o campo elétrico tem um valor duas vezes menor.
c) Porque quase todos os pontos do espaço estão mais próximos de uma das cargas do que da outra.
d) Porque a carga total do dipolo é zero.
e) Porque os dipolos não produzem campo elétrico.
a) Porque as duas cargas do dipolo estão separadas por uma certa distância.
b) Porque, como um dipolo é composto por duas cargas, o campo elétrico tem um valor duas vezes menor.
c) Porque quase todos os pontos do espaço estão mais próximos de uma das cargas do que da outra.
d) Porque a carga total do dipolo é zero.
e) Porque os dipolos não produzem campo elétrico.
Passo 1
Vamos lá! A questão nos pergunta por que o campo elétrico formado por um dipolo diminui mais rápido com a distância do que o campo elétrico de uma carga única. Para resolver isso, precisamos entender dois conceitos principais da matéria: campo elétrico e dipolo elétrico.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é um campo elétrico. É uma região ao redor de uma carga elétrica onde outra carga sente uma força elétrica. Para uma carga única
, o campo elétrico
é dado pela fórmula:
Onde:
-
é a constante eletrostática, -
é a carga, -
é a distância da carga.
Isso nos mostra que o campo elétrico de uma carga única diminui com o quadrado da distância (
).
Passo 3
Agora, vamos falar sobre o dipolo elétrico. Um dipolo é composto por duas cargas iguais e opostas (+Q e -Q) separadas por uma distância
. O dipolo tem um momento dipolar
definido por:
Para um dipolo, o campo elétrico
em uma distância
muito maior que
é dado por:
Aqui, vimos que o campo elétrico do dipolo diminui com o cubo da distância (
).
Passo 4
A diferença na taxa de diminuição dos campos elétricos (
para uma carga única vs
para um dipolo) ocorre porque, no dipolo, as cargas positiva e negativa estão próximas uma da outra. Essa configuração faz com que os campos elétricos das duas cargas se anulem parcialmente em grandes distâncias, resultando numa diminuição mais rápida.
Passo 5
Além disso, o dipolo tem carga total zero (
). Isso significa que, a grandes distâncias, os efeitos das cargas positivas e negativas se compensam, deixando apenas a contribuição do momento dipolar, que diminui mais rapidamente com a distância.
Resposta
A alternativa correta é:
d) Porque a carga total do dipolo é zero.
Exercícios relacionados
Qual das opções abaixo é a expressão correta para a relação de proporcionalidade entre o campo elétrico
e a distância
de um dipolo elétrico?
a)
b)
c)
d)
e)
a)
b)
c)
d)
e)
A equação
é a equação de Schrödinger independente do tempo em uma dimensão e a equação dependente do tempo é dada por
. Se
for uma solução da equação de Schrödinger independente do tempo com energia
, mostre que a função de onda
é uma solução da equação de Schrödinger dependente do tempo quando
for escolhido de modo apropriado. Mostre que
para a função de onda dependente do tempo indicada anteriormente.
Encontre o potencial aproximado para pontos distantes do dipolo.
Lembre-se:
Dicas:
A. Use a lei dos cossenos:
B. Estamos interessado no regime , de forma que o
termo seja desprezível e a expansão binomial gere:
Lembre-se:
Dicas:
A. Use a lei dos cossenos:
B. Estamos interessado no regime
determine o vetor campo elétrico em todos os pontos dessa região.
, onde
é positivo e
.