Um dipolo elétrico consiste de duas esferas de 1.0g, carregadas com , fixadas às extremidades de um bastão com 10cm de comprimento e de massa desprezível. O dipolo gira praticamente sem atrito sobre um pivô localizado no centro do bastão, o dipolo é mantido perpendicularmente a um campo elétrico uniforme com intensidade 1000V/m e, depois, é solto. Qual será a velocidade angular do dipolo no instante em que ele está alinhado com o campo elétrico?

Fala galera, tudo tranquilo? O problema pede a velocidade angular desse sistema. Bem, como o enunciado já disse, um dipolo é dado exatamente por aquela configuração. O que precisamos fazer é: ficar atentos ao tipo de sistema, e o que ele pede. Ele pediu a velocidade angular. Bem, já conhecemos a velocidade angular que é dada por , precisamos relacionar algumas equações para que possamos encontrar a resposta. Podemos utilizar a conservação de energia. Pois ela relaciona energia potência, seja ela elétrica ou gravitacional com a energia cinética. Um outro ponto é que nosso sistema gira, o que já nos leva a utilizar momento de inércia rotacional. Então, mãos à obra!!

Alguns dados importantes que devemos utilizar e/ou fazer conversão:

Onde nossa energia potencial, é dada pela energia potencial de um dipolo que consta no livro como este p é o momento de dipolo das cargas em relação a distância que as separa. Um outro ponto que devemos estar atento é que no início, o sistema está perpendicular ao campo elétrico , o que nos leva a considerar que o potencial inicial para o dipolo é e quando ele se encontrar alinhado ao campo , nosso potencial final será . Nossa energia cinética inicial é ZERO, a energia cinética final é dada pelo momento de inércia rotacional do sistema dada por , onde este é o momento de inércia do sistema dado por

que podemos considerar “r” como a distância até o centro de rotação.