Deduza a Força de radiação em termos de uma potência
, a velocidade da luz c e uma área A.
Passo 1
No primeiro passo, vamos entender o enunciado: precisamos deduzir a força de radiação em termos da potência
, da velocidade da luz
e de uma área
. O conteúdo aqui é radiação eletromagnética e pressão de radiação. Para resolver, vamos precisar das definições de intensidade de radiação, pressão de radiação e da relação entre força, pressão e área.
Passo 2
Para começar, definimos a intensidade de radiação
como a energia que atravessa uma área por unidade de tempo. Como potência
é energia por tempo e
é área, fica:
Passo 3
Na teoria de radiação, a pressão de radiação
é dada pela intensidade dividida pela velocidade da luz
. Isso acontece porque cada fóton carrega momento e, ao incidir, transmite impulso. Então:
Passo 4
A força resultante
sobre a área
é a pressão vezes a área, já que pressão é força por área. Assim:
Passo 5
Substituindo
da etapa anterior e
na expressão, temos: