Dipolo elétrico: superposição de duas cargas opostas

1 · Prever

Uma carga positiva e uma carga negativa igual ficam a uma distância fixa uma da outra. No ponto médio entre eles, seus campos são cancelados ou somados?

• Os campos são cancelados exatamente no ponto médio.
• Os campos são perpendiculares entre si e não simplesmente adicionam ou cancelam.
• Os campos somam – ambas as cargas empurram/puxam uma carga de teste na mesma direção no ponto médio.

2 · Preparar

1. Abra a predefinição dipolo e pressione Redefinir. As cargas são ±3 nC.
2. Habilite a leitura de intensidade de campo no ponto médio.
3. Defina a meia distância de separação entre cada carga e o ponto médio de cada tentativa e registre a intensidade do campo ali.

3 · Coletar Dados

Plote a intensidade de campo E (eixo y) em função de 1/s² (eixo x) para os seus três testes.

4 · Analisar

1. Para uma tentativa, calcule E = 2kq/s² usando k = 8.99×10⁹ N·m²/C², q = 3 nC. Compare com a tabela.
2. Explique por que o fator 2 aparece: no ponto médio, o campo externo da carga positiva e o campo interno da carga negativa apontam na mesma direção, de modo que suas magnitudes se somam em vez de se anularem.

5 · Aprofundar

1. Longe de um dipolo (distância muito maior que a separação), o campo cai ainda mais rápido que 1/r² — mais próximo de 1/r³ — porque os campos das duas cargas quase se cancelam. Explique por que o cancelamento quase perfeito a grandes distâncias tornaria o campo mais fraco do que o de uma carga pontual.
2. As moléculas de água se comportam como minúsculos dipolos elétricos (um lado ligeiramente positivo, um lado ligeiramente negativo). Explique por que essa natureza dipolar ajuda a água a dissolver compostos iônicos como o sal.

A física por trás deste experimento

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