Um laser de demonstração tem uma saída média com a potência de 0.9 mW e um diâmetro de feixe de 1.2 mm . Qual a força exercida sobre um feixe sobre (a) uma superfície negra 100 % absorvedora, e

Passo 1

Então, vamos lá! A gente tem um laser que emite uma potência média de 0,9 mW e um diâmetro de feixe de 1,2 mm. A questão pergunta qual é a força exercida desse feixe sobre uma superfície negra que absorve 100% da luz. Vamos precisar usar conceitos de pressão da radiação e algumas fórmulas básicas da física para resolver isso.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é pressão da radiação. Quando a luz (ou qualquer radiação eletromagnética) incide sobre uma superfície, ela pode transferir momento para essa superfície, gerando uma força. A quantidade dessa força depende da potência da luz e da rapidez com que ela está viajando.

Passo 3

A fórmula que relaciona a força F = Pc exercida pela luz sobre uma superfície totalmente absorvente é:
onde:
  • é a potência da luz,
  • é a velocidade da luz no vácuo, aproximadamente .

Passo 4

Vamos identificar os valores que temos:
  • A potência 0,9 , mW = 0,9 times 10^-3 , W = 0,0009 , W é de 0,9 mW. Precisamos converter isso para watts:
  • A velocidade da luz é .

Passo 5

Agora, substituímos os valores na fórmula para encontrar a força F = 0,0009 , W3 times 10^8 , m/s :

Passo 6

Fazendo a conta:
F = 0,00093 times 10^8 = 3 times 10^-12 , N

Resposta

A força exercida pelo feixe de laser sobre a superfície negra que absorve 100% da luz é de .

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