Podemos modelar de forma razoável uma lâmpada incandescente de 75 W como uma esfera de 60 cm de diâmetro. Tipicamente, somente cerca de
da energia vai para a luz visível; o restante vai em grande parte, para a radiação infravermelha não visível.
Qual é a intensidade da luz visível (
) na superfície da lâmpada?
Qual é a intensidade da luz visível (
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem uma lâmpada incandescente de 75 W, que a gente pode imaginar como uma esfera com diâmetro de 60 cm. Sabemos que só cerca de 5% dessa energia realmente vira luz visível; o resto vai pra radiação infravermelha, que a gente não vê. O que a gente quer saber é: qual é a intensidade da luz visível na superfície dessa lâmpada, medida em W/m². Para resolver isso, a gente vai precisar usar a fórmula da intensidade, que relaciona potência e área.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular quanta potência está realmente indo pra luz visível. Se só 5% dos 75 W são luz visível, a gente faz:
Passo 3
Agora, vamos achar o raio da esfera que representa a lâmpada. O diâmetro é 60 cm, então o raio é metade disso:
Passo 4
Em seguida, precisamos calcular a área da superfície da esfera. A fórmula da área da superfície de uma esfera é:
Substituindo o valor do raio:
Passo 5
Com a potência da luz visível e a área da superfície da lâmpada, agora podemos calcular a intensidade da luz visível usando a fórmula:
Passo 6
Vamos fazer as contas:
- Calculando a potência visível:
- Calculando a área da superfície:
- Calculando a intensidade:
Resposta
A intensidade da luz visível na superfície da lâmpada é aproximadamente
.