Considere as três afirmações abaixo.
I-Se a força sobre um dipolo num campo elétrico não é zero, então o campo elétrico não é uniforme.
II - Se a direção de um dipolo não coincide com a direção do campo elétrico, o torque sobre o dipolo tende a alinhá-lo ao campo elétrico.
III - O torque sobre um dipolo num campo elétrico uniforme só é zero se o momento de dipolo
tem a mesma direção e o mesmo sentido que o campo elétrico
.
As afirmações verdadeiras são
A) I apenas
B) II apenas
C) I, II e III
D) Ie II
E) II e III
I-Se a força sobre um dipolo num campo elétrico não é zero, então o campo elétrico não é uniforme.
II - Se a direção de um dipolo não coincide com a direção do campo elétrico, o torque sobre o dipolo tende a alinhá-lo ao campo elétrico.
III - O torque sobre um dipolo num campo elétrico uniforme só é zero se o momento de dipolo
As afirmações verdadeiras são
A) I apenas
B) II apenas
C) I, II e III
D) Ie II
E) II e III
Passo 1
Vamos resolver essa questão sobre dipolos em campos elétricos. Precisamos entender o que é um dipolo elétrico, como ele se comporta em diferentes tipos de campo elétrico e o que acontece com a força e o torque nesse contexto. Para isso, vamos revisar os conceitos básicos de dipolos elétricos, força elétrica e torque.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é um dipolo elétrico. Um dipolo é composto por duas cargas elétricas iguais e opostas separadas por uma certa distância. O momento de dipolo
é dado por:
onde
é a carga e
é o vetor que une as duas cargas.
Passo 3
Agora, vamos falar sobre a força que atua sobre um dipolo em um campo elétrico. A força total sobre o dipolo é a soma das forças sobre cada uma das cargas. Se o campo elétrico é uniforme, as forças nas cargas opostas se cancelam, resultando em uma força líquida zero. Portanto, se a força total não é zero, o campo elétrico não é uniforme. Isso confirma que a afirmação I está correta.
Passo 4
Em seguida, analisamos o torque sobre o dipolo. O torque
que atua sobre um dipolo em um campo elétrico é dado por:
Se a direção do dipolo não está alinhada com o campo elétrico, o torque tende a girar o dipolo para alinhá-lo com o campo. Portanto, a afirmação II também está correta.
Passo 5
Por fim, vamos verificar a afirmação III. Em um campo elétrico uniforme, o torque será zero apenas se o momento de dipolo
estiver exatamente alinhado com o campo elétrico
, ou seja, quando ambos têm a mesma direção e sentido. Isso significa que a afirmação III também está correta.
Resposta
A opção correta é C) I, II e III.