Questão 01 (Prof. Matheus Pinheiro) -
Uma lâmina hexagonal regular de lado
, feita de material perfeitamente absorvente, é mantida em uma região onde incide um feixe de luz paralelo de intensidade I de grande abertura, suficiente para atingir toda à superfície de lâmina. Se a normal à superfície do hexágono forma um ângulo de
com a direção de incidência do feixe, então a força experimentada pelo hexágono será
Dado:
velocidade da luz no vácuo.
a)
.
b)
.
c)
.
d)
.
e)
.
Dado:
a)
b)
c)
d)
e)
Passo 1
O enunciado dá uma lâmina na forma de um hexágono regular de lado
, de material perfeitamente absorvente, iluminada por um feixe paralelo de intensidade
. A normal ao hexágono faz ângulo de
com a direção do feixe. Queremos a força de radiação sobre o hexágono. Para resolver, usaremos o conceito de pressão de radiação em superfície absorvente e a área de um hexágono regular.
Passo 2
A potência de luz interceptada pela lâmina é o fluxo de energia sobre a área projetada. Como o feixe tem intensidade
(energia por unidade de tempo por unidade de área normal à direção do feixe) e a lâmina está inclinada de
, a potência absorvida é
onde
é a área real do hexágono e
é sua projeção ortogonal ao feixe.
Passo 3
Cada joule de energia transporta momento
. Como todo o feixe é absorvido, a taxa de momento transferido (isto é, a força) é
Passo 4
A área de um hexágono regular de lado
é
E
.
Passo 5
Substituindo em
:
Resposta
A alternativa correta é a letra (b):