Uma microonda, linearmente polarizada, com o comprimento de onda de 1.5 cm , propaga-se ao longo do eixo dos
positivos. O vetor de campo elétrico tem o valor máximo de
e vibra no plano
.
Qual a aceleração que seria atribuída a uma folha de 500 g (perfeitamente refletora e na incidência normal) com as dimensões de 1
?
Qual a aceleração que seria atribuída a uma folha de 500 g (perfeitamente refletora e na incidência normal) com as dimensões de 1
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que está sendo pedido. Temos uma microonda (um tipo de onda eletromagnética) que está se propagando ao longo do eixo positivo dos
. O comprimento de onda dessa microonda é de 1,5 cm, e o campo elétrico tem um valor máximo de
. A onda está vibrando no plano
. Queremos descobrir qual é a aceleração que uma folha de 500 g, perfeitamente refletora e de dimensões
, sofreria devido a essa microonda.
Para resolver isso, vamos precisar entender alguns conceitos de ondas eletromagnéticas, como intensidade da onda e pressão da radiação. Também usaremos a segunda lei de Newton para relacionar força e aceleração.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a intensidade (
) da microonda. A intensidade de uma onda eletromagnética é a quantidade de energia que passa por uma área por unidade de tempo. Ela pode ser calculada usando a fórmula:
onde:
-
é a velocidade da luz ( ), -
é a permissividade do vácuo ( ), -
é o valor máximo do campo elétrico.
Vamos substituir os valores:
Passo 3
Calculando o valor dentro da fórmula:
Então,
Passo 4
Agora que temos a intensidade da microonda, vamos calcular a força (
) exercida na folha. Como a folha é perfeitamente refletora e a incidência é normal, a pressão da radiação (
) é dada por:
Substituindo os valores:
Passo 5
Agora, vamos calcular a força total exercida na folha multiplicando a pressão pela área (
) da folha:
A área da folha é
.
Passo 6
Finalmente, para encontrar a aceleração (
) da folha, usamos a segunda lei de Newton:
A massa da folha é 500 g, que é igual a 0,5 kg.
Resposta
A aceleração atribuída à folha é aproximadamente
.