• Determine a pressão da radiação P_{r} exercida por um laser de potência média 3 mW que incide em uma tela circular de diâmetro d=2 \mathrm{~mm}, que reflete 70 \% da luz incidente.

Passo 1

O enunciado dá um laser de potência média P=3{,}0\times10^{-3}\,\mathrm{W} que incide normalmente numa tela circular de diâmetro d=2{,}0\,\mathrm{mm} e reflete 70\% da luz R=0{,}70. Pede-se a pressão de radiação P_{r} exercida. Vamos usar a física da radiação eletromagnética e o fato de que, em norma, a pressão é dada por
P_{r}=\frac{I}{c}\bigl((1-R)\cdot1+R\cdot2\bigr)=\frac{I}{c}(1+R),
onde I é a intensidade e c a velocidade da luz.

Passo 2

Calcular a área da tela circular. O raio é
r=\frac{d}{2}=1{,}0\times10^{-3}\,\mathrm{m},
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A=\pi r^{2}=\pi\bigl(1{,}0\times10^{-3}\bigr)^{2}=\pi\times10^{-6}\,\mathrm{m}^{2}.

Passo 3

Determinar a intensidade média do laser sobre a área:
I=\frac{P}{A} =\frac{3{,}0\times10^{-3}}{\pi\times10^{-6}} =\frac{3{,}0\times10^{-3}}{3{,}1416\times10^{-6}} \approx9,55\times10^{2}\,\mathrm{W/m^{2}}.

Passo 4

Aplicar a fórmula da pressão de radiação para reflexão parcial:
P_{r} =\frac{I}{c}(1+R) =\frac{9,55\times10^{2}}{3{,}0\times10^{8}} \bigl(1+0{,}70\bigr).

Passo 5

Fazendo as contas numéricas:
P_{r} \approx\frac{9,55\times10^{2}}{3{,}0\times10^{8}}\times1{,}70 \approx5,4\times10^{-6}\,\mathrm{Pa}.

Resposta

P_{r}\approx5{,}4\times10^{-6}\,\mathrm{Pa}.

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