Universidade Federal do Amazonas
Instituto de Ciências Exatas e Tecnologia
Física IV - Prova 1
Professor: Rodrigo de Farias Gomes
Aluno(s):
Observaçus
- Todas as páginas com resposta devem ter o nome e matrícula do aluno escritos com caneta no início (cabeçalho) ou no final (rodapé). Páginas que nâo obedeçam a esse critério nâo serâo usadas na avaliação
Um pedaço de cartolina pintado de preto, totalmente absorvente, de área
, intercepta um pulso luminoso com uma intensidade de
produzido por uma lâmpada estroboscópica. Qual é a pressão exercida pela luz sobre a cartolina?
Instituto de Ciências Exatas e Tecnologia
Física IV - Prova 1
Professor: Rodrigo de Farias Gomes
Aluno(s):
Observaçus
Um pedaço de cartolina pintado de preto, totalmente absorvente, de área
Passo 1
Então, vamos lá! A questão fala sobre uma cartolina preta, que absorve totalmente a luz, com uma área de $ A = 4,0 , cm^2 $. Ela intercepta um pulso de luz com intensidade $ I = 10 , W/m^2 $ de uma lâmpada estroboscópica. Nosso objetivo é descobrir qual é a pressão que essa luz exerce sobre a cartolina. Para resolver isso, vamos usar conceitos de pressão da radiação e intensidade luminosa.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender o que é pressão da radiação. Quando a luz bate em uma superfície, ela pode exercer uma força sobre ela, conhecida como pressão da radiação. Essa pressão depende da intensidade da luz e de como a luz interage com a superfície (se é totalmente absorvida, refletida, etc.).
Passo 3
A fórmula para calcular a pressão da radiação ($ P $) quando a luz é totalmente absorvida pela superfície é:
Onde:
- $ I $ é a intensidade da luz (em W/m²),
- $ c $ é a velocidade da luz no vácuo ($ c = 3,0 \times 10^8 , m/s $).
Passo 4
Antes de usar a fórmula, precisamos garantir que todas as unidades estejam corretas. A área da cartolina está em centímetros quadrados, então vamos converter para metros quadrados:
Agora, aplicamos a fórmula para encontrar a pressão:
Resposta
A pressão exercida pela luz sobre a cartolina é de aproximadamente $ 3,33 \times 10^{-8} , N/m^2 $.