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Enunciado

Física - Fundamentos de Física Volume 3 - Eletromagnetismo - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo 22.9 - Ex. 57

Um dipolo elétrico formado por cargas de + 1,50   n C e - 1,50   n C separadas por uma distância de 6,20   µ m é submetido a um campo elétrico de 1100   N / C . Determine (a) o módulo do momento dipolar elétrico e (b) a diferença entre as energias potenciais quando o dipolo está orientado paralelamente e antiparalelamente a E → .

Passo 1

E aí! tudo certinho? 👀

Pelo enunciado temos que que o dipolo é formado por duas cargas de sinais de contrários de q = 1,50   n C , separadas por uma distância d =   6,20   µ m , submetido a um campo elétrico E =   1100   N / C .

A partir daí queremos determinar o módulo do momento dipolar elétrico e a diferença entre as energias potenciais quando o dipolo está orientado paralelamente e antiparalelamente a E → .

Parece complicado? 😎

Para encontrar o momento dipolar elétrico precisamos apenas jogar os valores dados dentro da fórmula:

p = q d

já para obter a energia potencial podemos usar o momento de dipolo pela equação

U = - E p cos ⁡ θ

Sacou? Bora começar! 😉

Passo 2

Vamos começar calculando o momento de dipolo como

p = q d

p = 1,5 · 10 - 9 6,20 · 10 - 6

p = 9,30 · 10 - 15 C . m

tranquilo até aqui? 😇

Passo 3

Para encontrar a energia potencial de um dipolo elétrico é só usar a fórmula:

U = - E p c o s θ

Por fim, é só calcular a diferença entre as energias potenciais do dipolo quando ele está alinhado paralelo e antiparalelamente.

Δ U = U a n t i p a r a l e l o - U p a r a l e l o = - E p c o s 180 + E p c o s 0

Δ U = 2 E p

Δ U = 2 1100 9,30 · 10 - 15

∆ U = 2,05 · 10 - 11 J

E aí! o que achou? Responde Aí! 😎

Resposta

(a) p = 9,30 · 10 - 15 C . m

(b) Δ U = 2,05 · 10 - 11 J

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