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Enunciado

Física - Randall D. Knight - Eletricidade e Magnetismo- Ed: 2º - Capítulo 35.Exercícios e Problemas - Ex. 49

A intensidade máxima do campo elétrico no ar é 3,0 MVm.

Campos elétricos mais intensos do este valor ionizam o ar, produzindo faíscas. Qual é a potência máxima que pode ser cedida pelo feixe de um laser com 1,0 cm de diâmetro que se propaga no ar?

Passo 1

Dados os valores:

E   =   3 ∙ 10 ⁶   V / m

r   =   0.5 ∙ 10 ⁻ ²   m

c   =   3 ∙ 10 ⁸ m / s

Primeiro iremos encontrar I a v g :

E   =   ( 2 ∙ I a v g c ∙ ε 0 ) 1 / 2

⇒ I a v g = c ∙ ε 0 ∙ E ² 2

I a v g = 3 ∙ 10 ⁸ ∙ 8.85 ∙ 10 ⁻ ¹ ² ∙ ( 3 ∙ 10 ⁶ ) ² 2

I a v g = 119.47 ∙ 10 ⁸

Passo 2

Da fórmula da intensidade, encontramos o poder.

I a v g = P A

P   =   A ∙ I a v g

P   =   4 π ( 0.5 ∙ 10 ⁻ ² ) ² ∙ 119.47 ∙ 10 ⁸

P   =   3.75 ∙ 10 ⁶   W

Resposta

P   =   3.75 ∙ 10 ⁶   W

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