Exercícios Resolvidos de Força da Radiação Eletromagnética

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Enunciado

Uma onda eletromagnética de intensidade I = 3,0 × 10 3   W / m 2 e vetor de onda  k → = - x ^   ( r a d / m ) incide em um superfície circular de raio 2 π m situada no plano y z e é completamente refletida. Qual a força média exercida por esta onda na superfície?

  1. 2 × 10 - 5   N .
  2. 2 2 × 10 - 5   N .
  3. 4,0 × 10 - 5   N .
  4. 4 2 × 10 - 5   N .
  5. 8,0 × 10 - 5   N .

Passo 1

Como a onda é completamente refletida, então a pressão P realizada por ela sobre a superfície será dada por

P = 2 I c   ,

em que c = 3 × 10 8   m / s é a velocidade da luz no vácuo. Jogando o valor que o problema fornece para I , teremos

P = 2 × 3 × 10 3   3 × 10 8 = 2 × 10 - 5   N m 2 .

Agora, como a área da superfície é circular, então

A = π R 2 = π 2 π 2 = 4   m 2   .

Como temos a pressão e a área, então a força média, dada pelo produto desses dois, vai ser igual a

F = P A = 2 × 10 - 5 4     ⇒     F = 8 × 10 - 5   N   .

Resposta

Letra e).

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