O que se pode dizer, se e o momento de um dipolo submetido a um campo elétrico uniforme gira para uma orientação mais próxima da orientação do campo:
b) o trabalho realizado pelo campo é positivo e a energia potencial diminui.

Passo 1

Vamos resumir o que o exercício está pedindo. Temos um dipolo elétrico submetido a um campo elétrico uniforme, e ele está girando para se alinhar mais com o campo. O conteúdo envolvido aqui é o momento de dipolo elétrico em um campo elétrico. Para resolver, vamos precisar entender como o torque atua sobre o dipolo e como isso afeta o trabalho realizado pelo campo e a energia potencial do sistema.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é um dipolo elétrico. Um dipolo é composto por duas cargas iguais e opostas separadas por uma distância. Quando colocado em um campo elétrico uniforme, ele experimenta um torque que tende a alinhar o dipolo com o campo.

Passo 3

O torque ( tau) sobre um dipolo elétrico é dado pela fórmula:
tau = p times E
onde p é o momento dipolar e E é o campo elétrico. Esse torque faz com que o dipolo gire para alinhar-se com o campo.

Passo 4

À medida que o dipolo gira e se alinha com o campo elétrico, ele está passando de uma posição de maior energia potencial para uma posição de menor energia potencial. A energia potencial ( U) de um dipolo no campo elétrico é dada por:
U = -p cdot E = -pE costheta
onde theta é o ângulo entre p e E. Quando theta diminui, U também diminui.

Passo 5

O trabalho realizado pelo campo elétrico pode ser relacionado à mudança na energia potencial. Como a energia potencial está diminuindo, isso significa que o campo está realizando trabalho positivo sobre o dipolo para alinhá-lo com o campo.

Passo 6

Portanto, ao girar o dipolo para uma orientação mais próxima da orientação do campo elétrico, o trabalho realizado pelo campo é positivo e a energia potencial do sistema está diminuindo.

Resposta

b) o trabalho realizado pelo campo é positivo e a energia potencial diminui.

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