Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 3 - Eletromagnetismo - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo 24.9 - Ex. 28
O rosto sorridente da Fig. Abaixo é formado por três elementos:
1: Uma barra fina com uma carga de e a forma de uma circunferência completa com de raio;
2: Uma segunda barra fina com uma carga de e a forma de um arco de circunferência com de raio, concêntrico com o primeiro elemento, que subtende um ângulo de ;
3: Um dipolo elétrico cujo momento dipolar é perpendicular ao diâmetro da primeira barra que passa pelo ponto médio da segunda barra e cujo módulo é
Determine o potencial elétrico no centro da circunferência.
Passo 1
Iae, meus queridos! Está com dificuldades nessa questão? Não se preocupe! Estamos aqui para ajudar 😉
Nesse problema temos uma barra circular fina de e carga , uma barra curvada fina de raio e carga e um dipolo cujo momento dipolar é . Estes elementos estão dispostos de modo a formar um rosto e nosso objetivo é determinar o potencial elétrico no centro do rosto...
Tem ideia de como fazemos isso? 😎
Primeiramente, nós devemos lembrar da fórmula do potencial de um dipolo, você lembra? Se não, ela está aqui embaixo:
Como o ângulo que o momento de dipolo faz com o diâmetro da circunferência (que passa pelo centro) é de 90°, basta fazer :
Bora continuar! 😉
Passo 2
Essa questão explora uma característica do potencial elétrico. Lembre-se que ele é escalar. Mas você deve estar me perguntando, o que isso tem a ver com a questão? Bem, diferente do campo elétrico, que em questões desse tipo a gente tinha que calcular o vetor campo elétrico, agora nós podemos nos concentrar apenas na distância que esses arcos estão do ponto em que estamos calculando o potencial, que é a origem.
Uma característica desse tipo de questão é que essas barras podem ser substituídas por cargas pontuais. Substituindo as barras por cargas pontuais, em que a distância é o raio desse arco de circunferência, chamaremos a barra que está em volta da circunferência de e a barra que faz 90° de temos:
Substituindo as cargas, temos
É isso, espero ter ajudado! Entendeu tudo? Responde Aí! 😎👍
