Um dipolo elétrico tem cargas opostas de 5, 00 × 10^−15 C separadas por uma distância de 0,400 mm. Ele está orientado a 60,0◦ em relação a um campo elétrico uniforme de magnitude 2, 00 × 10^3 N/C. Determine a magnitude do torque exercido no dipolo pelo campo elétrico.
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Resposta:
O torque exercido em um dipolo elétrico por um campo elétrico uniforme é dado por:
τ = p * E * sen θ
Onde:
τ é o torque
p é o momento de dipolo elétrico
E é a magnitude do campo elétrico
θ é o ângulo entre o momento de dipolo elétrico e o campo elétrico
No nosso caso, temos:
p = |q1 * q2| * d = (5, 00 × 10^−15 C) * (5, 00 × 10^−15 C) * (0,400 mm) = 1,00 × 10^−29 C m
E = 2, 00 × 10^3 N/C
θ = 60,0◦
Substituindo esses valores na equação, obtemos:
τ = 1,00 × 10^−29 C m * 2, 00 × 10^3 N/C * sen 60,0◦
τ = 1,00 × 10^−26 N m
Portanto, a magnitude do torque exercido no dipolo pelo campo elétrico é 1,00 × 10^−26 N m.
Explicação:
O momento de dipolo elétrico é calculado pela multiplicação do produto das cargas do dipolo pela distância entre elas. O ângulo θ é o ângulo entre o momento de dipolo elétrico e o campo elétrico.
O torque é máximo quando o ângulo θ é de 90,0◦. Quando o ângulo θ é de 0,0◦ ou de 180,0◦, o torque é nulo.