Enunciado
Física - Randall D. Knight - Eletricidade e Magnetismo- Ed: 2º - Capítulo 35.Exercícios e Problemas - Ex. 60
Grandes quantidades de poeira foram deixadas para trás após a criação do Sistema Solar. Partículas maiores de poeira, comparáveis em tamanho à fuligem e aos grãos de areia, são comuns. São elas que criam as estrelas cadentes ao entrarem na atmosfera terrestre.
Porém partículas de poeira muito pequenas são notavelmente ausentes. Os astrônomos acreditam que tais partículas foram sopradas para fora do Sistema Solar pelo Sol. Comparando os valores das forças exercidas sobre partículas de poeira, determine o diâmetro das partículas que podem permanecer no Sistema Solar por longos períodos de tempo. Suponha que as partículas de poeira sejam esféricas, pretas e com uma densidade de 2.000 kgm³ . O Sol emite
radiação eletromagnética com uma potência de 3,9 10²⁶ W.
Passo 1
As partículas de poeira absorvem completamente a luz solar.
Resolva: Seja R o raio de um grão de poeira e ρ sua densidade. A área da seção transversal das partículas de poeira é , sua massa é m = ρ. Sendo d a distância do grão de poeira ao Sol, a força gravitacional sobre o grão de poeira é
Por outro lado, a pressão sobre o grão devido à radiação eletromagnética do sol é
Para que as partículas de poeira permaneçam no sistema solar por longos períodos de tempo, . Por isso,
Passo 2
Para R > 1,17 μm, a força de pressão de radiação é menor que a força gravitacional do sol, então a partícula pode orbitar o Sol. No entanto, para R
Resposta
Ver o desenvolvimento.