A intensidade media no topo da atmosfera terrestre é 1400 w / m^2. Calcule a força que a radiação solar exerce sobre um satélite de 10 m^2 (absorção total) .

Passo 1

Beleza, o enunciado diz que a intensidade média da radiação solar no topo da atmosfera é
I = 1400 W/m^2
e que temos um satélite com área
A = 10 m^2
que absorve totalmente essa radiação.
Matéria envolvida: pressão de radiação e força de radiação.
O que vamos precisar:
  • Entender que intensidade ( I) é potência por área.
  • Saber que, ao absorver luz, o satélite recebe momento dos fótons gerando pressão de radiação p = I/c.
  • A partir dessa pressão, calcular a força F = p,A.
  • Valor da velocidade da luz no vácuo c approx 3,0times10^8 m/s.

Passo 2

Primeiro, vamos entender a teoria passo a passo.
  1. Intensidade ( I) = potência recebida por unidade de área, em W/m².
  2. Cada fóton carrega energia e momento; se a superfície absorve tudo, a pressão de radiação (força por área) é dada por
p = fluxo de momento por segundoárea = Icá
Porque energia transporta momento pfóton = E/có, e a taxa de energia por área é I.
3) Depois, força resultante é pressão vezes área:
F = p , A,

Passo 3

Agora, substituindo números:
p = Ic = 1400 W/m^23,0times10^8 m/s approx 4,67times10^-6 Pa

Passo 4

Finalmente, a força sobre o satélite:
F = p , A = l(4,67times10^-6 Par)times(10 m^2) = 4,67times10^-5 N

Resposta

boxedF approx 4,7 times 10^-5 N

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