Um dipolo elétrico é formado por duas pequenas esferas metálicas de raio , separadas pela distância , com cargas opostas de intensidade . Calcule a energia associada ao campo elétrico do dipolo.
Passo 1
Vamos seguir a sugestão do enunciado. Primeiro vamos olhar para a auto-energia potencial eletrostática de uma esfera de raio e carga que foi deduzida na seção 16.2 do livro:
Considerando as duas esferas de carga e raio , temos
Passo 2
Além da auot-energia, temos que considerar a energia de interação entre duas cargas:
Nesse caso, e , de modo que
Passo 3
Juntando tudo: