Discuta por que um furo de 1   p é 2 em um teto pelo qual entra a luz quando o Sol se encontra diretamente acima da cabeça é como ter uma lâmpada incandescente de 100   W na sala. Considere que a atmosfera reduza a energia solar na superfície terrestre para 1,0   k W / m 2 .

Passo 1

Primeiro vamos as medidas e transformações. Temos um furo de 1   p é 2 . Primeiro vamos transformar essa medida em metros.

Sabemos que 1   p é   ≅ 0,305 m . Elevando os dois termos da igualdade, temos

1   p é 2 ≅ 0,1 m 2 .

Temos também que a energia solar na superfície da Terra está 1,0   k W / m 2 . Onde esse k significa 1000 . Então temos que a energia solar na superfície da Terra é de 1000   W / m 2 .

O exercício pede para mostrarmos que esse furo equivale a uma lâmpada de 100   W na sala. Vamos fazer isso calculando quando de energia passa por esse furo no teto.

Passo 2

Se temos que a energia solar é de 1000   W / m 2 , isso significa que a cada m 2 que tivermos, teremos uma energia de 1000   W passando por lá.

Se só temos um espaço de 0,1   m 2 só temos que multiplicar esse valor do espaço que temos do furo do teto com o valor da energia solar na superfície da Terra, que teremos a energia que passa por esse furo no teto. Vamos aos cálculos.

Vou chamar de E b como a energia que passa pelo buraco. Temos que

E b = 1000 ∙ 0.1 = 100   W ,

Que é exatamente a energia da lâmpada que foi falada no enunciado.

Resposta

Essa energia é igual a lâmpada de 100   W pelo que foi mostrado acima.

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