Análisis del comportamiento de un molécula dipolar en un campo magnético uniforme

Vamos a tomar una molécula de agua como objeto de este estudio.

En la molécula de agua consideramos los dos extremos:

1

 

Para hacerlo de un modo sencillo tomamos el lado positivo como una carga q y como -q  la carga del lado negativo unidas por una distancia d:

2

 

Situamos el centro de estas dos masas de cargas iguales pero de signo contrario:

3

 

¿Qué sucedería si este sistema se coloca en un campo eléctrico uniforme?

1

 

En el momento de activar el campo eléctrico uniforme entre las placas del condensador se produce un par de Fuerzas.

Recordando la Dinámica sabemos que la resultante de un par de Fuerzas con referencia a un punto (centro de masas) vale 0 pero provoca un giro alrededor de un punto (aspecto que lo estudiaremos con detalle un poco más adelante).

Sabemos que en un campo eléctrico el vector Fuerza ( f) nos viene dado por el valor de la intensidad del mismo e (también se trata de un valor vectorial ya que nos indica, lo mismo que la Fuerza, el sentido de las líneas del campo eléctrico), multiplicado por la magnitud de la carga q:

1

Al observar esta igualdad vemos que si la carga (q) es negativa el vector Fuerza tendrá el sentido opuesto porque el producto de un escalar por un vector es otro vector de igual sentido y dirección siendo el módulo quien ha sido modificado y una vez activado el campo eléctrico sucedería algo parecido a lo que nos muestra la figura siguiente:

1

 

Cabría preguntarse ¿No se produce ningún movimiento de traslación del centro de masas del dipolo dentro del campo eléctrico uniforme?

 

La Fuerza resultante sobre el dipolo es la suma de las Fuerzas: 1.

Sabemos que 2 pero como este producto vale 0 (la Fuerza resultante lo es), uno de los factores ha de ser 0 y la masa no lo es, luego la aceleración vale 0.

Si un móvil no se acelera quiere decir que mantiene constante su velocidad, no hay variación (de velocidad).

¿Cuál era la velocidad cuando colocamos el dipolo en el campo eléctrico?

No existía. Si no existía entonces, ahora tampoco. Si no hay velocidad, ni aceleración… no hay movimiento.

Podemos afirmar que no existe movimiento de traslación del centro de masas.

 

 

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