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 (b) sobre uma superfície 100 % refletora?

Passo 1

Beleza, vamos por partes! O enunciado fala sobre um laser com potência média de 0,9 mW e diâmetro de feixe de 1,2 mm. A gente precisa descobrir qual é a força que esse feixe exerce sobre uma superfície que reflete 100% da luz. Pra resolver isso, vamos precisar entender um pouco de física sobre radiação e força, além de usar algumas fórmulas relacionadas à potência e momento.

Passo 2

Primeiro, precisamos calcular a área do feixe do laser. Como o feixe é circular, usamos a fórmula da área de um círculo:
A = pi (d2)^2
onde é o diâmetro do feixe.

Passo 3

Vamos calcular a área:
d = 1,2 , mm = 1,2 times 10^-3 , m
A = pi (1,2 times 10^-32)^2
A = pi (6 times 10^-4)^2
A = pi times 3,6 times 10^-7
A approx 1,13 times 10^-6 , m^2

Passo 4

Agora, sabemos que a potência ( I = PA ) do laser é 0,9 mW, que é igual a I = 0,9 times 10^-31,13 times 10^-6 W. A intensidade ( I approx 796 , W/m^2 ) da radiação é dada por:
Vamos calcular:

Passo 5

Para encontrar a força ( F = 2 I Ac ) exercida pela radiação, usamos a fórmula que relaciona a intensidade, a área e a velocidade da luz ( ):
O fator 2 aparece porque a superfície reflete totalmente a luz, então o momento é dobrado.

Passo 6

Substituindo os valores:
c = 3 times 10^8 , m/s
F = 2 times 796 times 1,13 times 10^-63 times 10^8
F = 2 times 796 times 1,13 times 10^-63 times 10^8
F approx 1,8 times 10^-33 times 10^8
F approx 6 times 10^-12 , N

Resposta

A força exercida pelo feixe sobre uma superfície 100% refletora é aproximadamente .

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