Q7) Uma partícula de poeira esférica microscópica de raio 2,1
e massa
está se movendo no espaço com uma velocidade constante
. Uma onda de luz o atinge na direção oposta ao seu movimento e é absorvido. Supondo que a partícula desacelere uniformemente até a velocidade zero em um segundo, qual foi a amplitude máxima do campo elétrico da radiação que foi absorvida? Dê sua resposta em volts por metro.
Passo 1
O enunciado dá uma partícula esférica de raio
m e massa
g, que sofre desaceleração uniforme de
cm/s até zero em
s, devido à pressão de radiação de uma onda de luz totalmente absorvida. Vamos usar:
- Segunda lei de Newton:
. - Pressão de radiação para absorção perfeita:
. - Força resultante:
. - Intensidade de uma onda eletromagnética:
.
A partir desses relacionamentos, calcularemos, , , e, por fim, .
Passo 2
Calculamos a aceleração (negativa, pois é desaceleração) a partir de
O módulo é
,m/
.
Passo 3
A magnitude da força é
Passo 4
A área de seção transversal da partícula é
Passo 5
Como
e
, segue
Passo 6
Da relação
temos
Resposta
A amplitude máxima do campo elétrico é aproximadamente