Qual a pressão de radiação a um metro de uma fonte pontual de luz no vácuo de potência 100W? Considerando que a pressão é exercida sob incidência frontal numa superfície perfeitamente absorvedora. (Resp: 2,65.10^-8 N / m^2 )

Passo 1

Beleza, o enunciado diz assim: temos uma fonte pontual de luz de potência P=100,W no vácuo, e a uma distância r=1,m dessa fonte queremos saber a pressão de radiação que incide de forma frontal numa superfície perfeitamente absorvedora. O conteúdo aqui é Radiação Eletromagnética, mais especificamente Pressão de Radiação. Para resolver vamos precisar de:
  1. A definição de intensidade de radiação (fluxo de energia por área).
  2. A relação entre pressão de radiação e intensidade no caso de absorção total (pressão =I/c).

Passo 2

Primeiro a gente calcula a intensidade I, que é a potência espalhada por 4πr² (já que a fonte é pontual e emite igualmente em todas as direções). Em fórmula:
I = P4pi r^2
Aqui P=100,W e r=1,m, então
I = 1004pi,(1)^2 = 1004pi ;rm W/m^2
Se quiser valor numérico:
4pi approx 12,57 Longrightarrow I approx 10012,57approx 7,96 rm W/m^2

Passo 3

Agora usamos a fórmula da pressão de radiação para superfície perfeitamente absorvedora, que é
p = Ic,
onde capprox3,0times10^8,m/s é a velocidade da luz no vácuo. Então
p = 7,963,0times10^8 rm N/m^2 = 2,65times10^-8 rm N/m^2

Resposta

A pressão de radiação é 2,65times10^-8,N/m^2.

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