Enunciado
Física - Moysés - Vol. 3- Ed: 1º - Capítulo 4.Problemas - Ex. 4
Uma carga puntiforme encontra-se no prolongamento do eixo de um dipolo de momento , a uma distância do dipolo muito maior que as dimensões do mesmo.
- Calcule a energia potencial da carga no campo eletrostático do dipolo.
- Calcule a força exercida sobre a carga pelo dipolo.
- A molécula de HCl é polar, com momento de dipolo permanente de . Com que força atua sobre um elétron alinhado com ela, a uma distância de ? A força é atrativa ou repulsiva?
Passo 1
Temos 3 itens pra gente resolver por aqui, primeiro vamos calcular a energia potencial da carga no campo do dipolo, usaremos a equação da variação da energia potencial.
Após isso o item b. pede a força e pra gente resolver essa situação é só derivarmos a equação da energia que vai sair daí, fazendo:
E por fim pra gente resolver o item c. que pede a força atuante, vamos substituir os valores dados na equação da força que a gente vai encontrar da expressão, ok?
Passo 2
Se liga! Para calcular a a energia potencial, devemos lembrar que
onde, para o dipolo elétrico, temos
Substituindo dentro da integral
Passo 3
Para o item (b), precisamos lembrar que a força é . Portanto
Fazendo a derivada da Energia potencial em relação a , temos
Passo 4
Para o item c. vamos substituir os valores dados na equação encontrada.
Daí fica:
E o sinal negativo, representa que a força é atrativa.