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Enunciado

Física - Tipler - Vol 2- Ed: 6º - Capítulo 30.1 - Ex. 54

A intensidade da luz solar incidente na atmosfera superior da Terraé1,37 kW/m.(a)Determine os valores rms dos campos magnetico e eletrico desta luz.(b)Determine a potencia media emitida pelo Sol.(c)Determine a intensidade da pressao de radiação na superficie do Sol.

Passo 1

Podemos usar I = E r m s B r m s / μ 0 e B r m s = E r m s / c para expressar E r m s em termos de I. Podemos então usar B r m s = E r m s / c para encontrar B r m s . A potência média de saída do Sol é dado por P a v = 4 π R 2 I onde R é a distância Terra-Sol. A intensidade e a pressão da radiação na superfície do Sol podem ser encontradas nas definições dessas quantidades físicas

Passo 2

Letra a:

A intensidade da radiação é dada por:

I = E r m s B r m s μ 0 = E r m s 2 c μ 0 ⇒ E r m s = c μ 0 I E r m s = 2.998 × 10 8 m s 4 π × 10 - 7 N A 2 1.37 k W m 2 = 718.4 V / m = [ 718 V / m ]

Use B r m s = E r m s / c para avaliar B r m s :

B m s = 718.4 V / m 2.998 × 10 8 m / s = 2.40 μ T

Passo 3

Letra b:

Expresse a produção de energia média do Sol em termos da constante solar:

P a v = 4 π R 2 I P a v = 4 π 1.50 × 10 11 m 2 1.37 k W m 2 = 3.874 × 10 26 W = 3.87 × 10 26 W

Passo 4

Letra c:

Expresse a intensidade na superfície do Sol em termos de produção de energia média do sol e raio r:

I = P a v 4 π r 2

I = 3.874 × 10 26 W 4 π 6.96 × 10 8 m 2 = 6.363 × 10 7 W / m 2 = 6.36 × 10 7 W / m 2

Expresse a pressão de radiação em termos de intensidade:

P r = I c P r = 6.363 × 10 7 W / m 2 2.998 × 10 8 m / s = 0.212 P a

Resposta

  1. 2.40 μ T
  2. 3.87 × 10 26 W
  3. 0.212 P a
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