A molécula de H 2 O tem um momento de dipolo de p=6.2 times 10-30 C.m. e se está submetida a um campo elétrico E=5 cdot 10- ^5 N / C. O ângulo entre o momento de dipolo e o campo elétrico é de 30 graus. Calcule o torque que age sobre a molécula.

Passo 1

Vamos resolver um exercício de Física sobre torque em moléculas dipolares. O enunciado nos diz que uma molécula de H₂O possui um momento de dipolo e está submetida a um campo elétrico . O ângulo entre o momento de dipolo e o campo elétrico é de 30 graus. Nosso objetivo é calcular o torque que atua sobre a molécula. Para isso, vamos precisar entender a fórmula do torque em um campo elétrico para um dipolo.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar a definição de torque ( tau = p times E times sin(theta) ) aplicado a um dipolo elétrico em um campo elétrico. O torque é dado pela fórmula:
Onde:
  • é o momento de dipolo,
  • é a intensidade do campo elétrico,
  • é o ângulo entre o momento de dipolo e o campo elétrico.
O torque mede a tendência da molécula de alinhar-se com o campo elétrico.

Passo 3

Vamos substituir os valores fornecidos na fórmula. Primeiro, identificamos cada valor:
  • tau = (6,2 times 10^-30) times (5 times 10^5) times sin(30^circ)
Agora, aplicamos esses valores na fórmula do torque:

Passo 4

Vamos calcular passo a passo:
Primeiro, calculamos o produto de 6,2 times 10^-30 times 5 times 10^5 = 31 times 10^-25 = 3,1 times 10^-24 e sin(30^circ) = 0,5 :
tau = 3,1 times 10^-24 times 0,5 = 1,55 times 10^-24 , N cdot m
Em seguida, calculamos o seno de 30 graus:
Agora, multiplicamos esses resultados:

Resposta

O torque que age sobre a molécula de H₂O é de .

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