Para uma onda senoidal simples, suponha que
. Calcule o valor de
, a intensidade de energia e a taxa do fluxo de energia
por unidade de área.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão fala sobre uma onda senoidal simples com um campo elétrico
. Precisamos calcular três coisas: o campo magnético
, a intensidade de energia
e a taxa do fluxo de energia
por unidade de área. Para isso, vamos usar conceitos de ondas eletromagnéticas e as relações entre os campos elétrico e magnético.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que em uma onda eletromagnética no vácuo, os campos elétrico
e magnético
estão relacionados pela velocidade da luz
. A relação é dada por:
Onde
é a velocidade da luz no vácuo, aproximadamente
.
Passo 3
Queremos encontrar
, então vamos isolar
na equação:
Substituindo os valores:
Passo 4
Agora, vamos calcular a intensidade de energia
. A intensidade de energia de uma onda eletromagnética é dada por:
Onde
é a permissividade do vácuo (
).
Passo 5
Substituindo os valores na fórmula:
Passo 6
Por fim, vamos determinar a taxa do fluxo de energia
por unidade de área, que na verdade é a mesma coisa que a intensidade de energia
para ondas eletromagnéticas. Portanto:
Resposta
O campo magnético
é aproximadamente
, a intensidade de energia
é
e a taxa do fluxo de energia
por unidade de área também é
.