Descreva no instante t=T 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 t=0 até t=T / 2 e então permanece fixo de t=T / 2 a t=T.

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:
  1. Próximo às cargas: Linhas densas saindo da carga positiva e entrando na negativa.
  2. No meio entre as cargas: Linhas curvas simétricas conectando a carga positiva à negativa.
  3. 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.

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