A potência de uma certa onda plana é 500 W . Que força a onda exerce sobre uma superfície metálica lisa, normal à direção de propagação da onda, que a reflete de volta sobre si mesma.
Passo 1
Beleza, o enunciado diz que uma onda plana tem potência P = 500 W e incide perpendicularmente numa superfície metálica lisa que reflete totalmente a onda. O conteúdo aqui é Física de ondas eletromagnéticas, mais especificamente pressão de radiação (força que a luz exerce). Para resolver, vamos usar a relação entre potência, intensidade, pressão de radiação e a velocidade da luz
.
Passo 2
Antes de calcular, vamos entender a teoria.
- Uma onda eletromagnética carrega energia e também momento.
- Quando a onda atinge a superfície e é totalmente refletida, o momento da luz se inverte, gerando variação de momento do dobro do incidente.
- A pressão de radiação (força por área) para reflexão total é
onde
é a intensidade (potência por área) e
é a velocidade da luz.
Passo 3
Agora vamos ao cálculo da força total
.
- A intensidade é
, mas a área cai no final: - Substituindo
e :