Uma antena parabólica com um diâmetro de 20 m recebe (em incidência normal) um sinal de rádio de uma fonte distante. O sinal de rádio é uma onda sinusoidal contínua com amplitude
. Suponha que a antena absorve toda radiação que incide sobre o prato. (a) Qual é a potência recebida pela antena? (b) Que força é exercida sobre a antena pelas ondas de rádio?
; (b)
.
Passo 1
O enunciado dá uma antena de diâmetro
que recebe, em incidência normal, uma onda eletromagnética senoidal de amplitude de campo elétrico
. A antena absorve toda a radiação que incide sobre seu prato.
Conteúdo: usar o vetor de Poynting para achar a intensidade média da onda e depois usar pressão de radiação para calcular a força.
Conteúdo: usar o vetor de Poynting para achar a intensidade média da onda e depois usar pressão de radiação para calcular a força.
Passo 2
Calcular a intensidade média
(fluxo de energia por área) de uma onda plana em que
. A média vale
onde
,
e
.
Substituindo,
Substituindo,
Passo 3
A potência recebida
é a intensidade vezes a área do prato,
.
Passo 4
A pressão de radiação sobre uma superfície que absorve toda a onda é
. A força é
. Como
, temos
Resposta
(a)
(b)
(b)