Responde Aí
Acesse com GoogleAcesse com AppleAcesse com Facebook

Enunciado

Física - Randall D. Knight - Eletricidade e Magnetismo- Ed: 2º - Capítulo 35.Exercícios e Problemas - Ex. 52

O feixe de um laser atinge uma folha preta e plana com massa de 25 g, de baixo para cima. Qual é a potência necessária para que o laser faça a folha levitar?

Passo 1

O problema gostaria de resolver para a intensidade de luz I que é necessária para suspender o papel carta preto em luz do mesmo tamanho.

Um pedaço de papel carta tem as dimensões 8.5   ×   11   i n . Devemos primeiro converter isso para a unidade do SI, metros m:

8.5   ×   11   =   215.9   ×   279.4   m m

= ( 2159 ∙ 10 ⁻ ¹ ) ( 2.794 ∙ 10 ⁻ ¹ )   m

Assim, a área do pedaço de papel é:

A   =   ( 2.159 ∙ 10 ⁻ ¹ ) ( 2.794 ∙ 10 ⁻ ¹ )

A   =   6.03 ∙ 10 ⁻ ²   m ²

Agora, para resolver a intensidade da onda de luz I, derivamos I da equação da pressão de radiação:

P r a d = F A = I c

F A = I c

Onde F é a força exercida sobre o papel preto; A é a área, e; c é a velocidade da luz dada como 3 ∙ 10 ⁸   m s

Passo 2

Para resolver a força FFF, devemos primeiro entender que queremos suspender o papel preto, essencialmente no ar. Assim, a única força que está afetando o papel é a gravidade, que é a g r a v   =   9.8 m s ² . Assim, temos uma força de:

F   =   m ∙ a

=   1.0 ∙ 10 ⁻ ³ ( 9.8 )

= 9.8 ∙ 10 ⁻ ³   N

Assim, podemos agora isolar e resolver para III, a intensidade da luz necessária para suspender o papel preto:

F A   =   I c

I = F ∙ c A

= ( 9.8 ∙ 10 ⁻ ³ ) ( 3.0 ∙ 10 ⁸ ) 6.03 ∙ 10 ⁻ ²

= 4.88 ∙ 10 ⁷   W m ²

Resposta

I   =   4.88 ∙ 10 ⁷   W m ²

Ver Outros Exercícios desse livro