Descreva no instante
as linhas de campo elétrico em três regiões de interesse perto de um dipolo elétrico cuja polaridade muda uma vez (de positivo acima de negativo para negativo acima de positivo) durante o intervalo de tempo
até
e então permanece fixo de
a
.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado pede para descrever as linhas de campo elétrico em três regiões próximas a um dipolo elétrico no instante
. Esse dipolo muda sua polaridade uma vez de
até
e depois fica fixo de
até
. A matéria envolvida aqui é Eletrostática, especificamente o conceito de dipolo elétrico e linhas de campo elétrico. Vamos precisar entender como um dipolo cria seu campo elétrico e como as mudanças na polaridade afetam essas linhas de campo.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é um dipolo elétrico. Um dipolo consiste em dois pontos com cargas elétricas iguais e de sinais opostos, separadas por uma certa distância. As linhas de campo elétrico de um dipolo começam na carga positiva e terminam na negativa, formando um padrão característico.
Passo 3
Agora, durante o intervalo de
até
, o dipolo muda sua polaridade uma vez. Isso significa que as cargas que antes eram positivas e negativas trocam de lugar. Esse processo cria um campo elétrico dinâmico, mas no instante
, essa transição já terminou e o dipolo está com polaridade fixa, ou seja, uma carga positiva está acima de uma negativa (ou vice-versa, dependendo da mudança).
Passo 4
Para descrever as linhas de campo elétrico no instante
, precisamos considerar as três regiões de interesse próximas ao dipolo. Essas regiões podem ser: próximo às cargas, no meio entre as cargas e mais afastado do dipolo. Em cada região, as linhas de campo terão características diferentes baseadas na configuração final das cargas.
Passo 5
Na região próxima às cargas, as linhas de campo serão densas e sairão da carga positiva para a negativa. Como o dipolo está fixo agora, as linhas permanecerão estáticas nessa configuração.
Passo 6
No meio entre as cargas, as linhas de campo se curvarão de uma carga para a outra, formando um padrão simétrico típico de um dipolo elétrico. Esse padrão é resultado da superposição dos campos gerados por cada carga individualmente.
Passo 7
Mais afastado do dipolo, as linhas de campo se espalharão e começarão a se comportar como se fossem geradas por um dipolo estático. Nesse caso, as linhas de campo tendem a ser mais abertas e menos densas, seguindo uma distribuição que diminui com a distância.
Resposta
No instante
, as linhas de campo elétrico perto do dipolo que já mudou e fixou sua polaridade estão organizadas da seguinte forma:
- Próximo às cargas: Linhas densas saindo da carga positiva e entrando na negativa.
- No meio entre as cargas: Linhas curvas simétricas conectando a carga positiva à negativa.
- Mais afastado: Linhas mais abertas que se distribuem uniformemente, caracterizando um dipolo estático.
Esse padrão reflete a configuração final do dipolo após a mudança de polaridade e a fixação na nova orientação.