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Enunciado

Física - Young and Freedman - Vol 3- Ed: 12º - Capítulo 32.Exercício - Ex. 28

28- Nos laboratórios de simulação espacial da Nasa, existe uma sala de 25   p é s de comprimento (aproximadamente igual a 7.6   m ), na qual um conjunto de lâmpadas produz no piso do laboratório uma intensidade de 2500   W / m 2 (uma simulação equivalente a intensidade da luz solar nas vizinhanças do planeta Vênus). Calcule a pressão da radiação média (em pascals e em atmosferas) sobre

a ) uma seção totalmente absorvedora do piso do laboratório

b ) uma seção totalmente refletora do piso do laboratório

c ) Calcule a densidade do momento linear (momento linear por unidade de volume) da luz que atinge o piso do laboratório

Passo 1

Para um piso totalmente absorvedor de energia nós temos que a pressão da radiação é de:

p = I c

Então:

p = 2500 3 × 10 8 = 8.33 × 10 - 6   P a

Em a t m temos que:

1 a t m = 1.013 × 10 5   P a

Então:

x   a t m = 8.33 × 10 - 6 1.013 × 10 5   = 8.23 × 10 - 11   a t m  

Passo 2

Já para uma superfície refletora o fator é de 2 (por inverter o vetor da direção da onda), ou seja a pressão é 2 vezes a de uma superfície absorvedora.

p = 2 × 8.33 × 10 - 6   P a = 1.67 × 10 - 5 P a

p = 2 × 8.23 × 10 - 11   a t m = 1.65 × 10 - 10   a t m

Passo 3

Já o momento linear por volume basta dividir a pressão absorvedora pela velocidade da luz.

d p d V = I c 2 = 2500 3 × 10 8 2 = 2.78 × 10 - 14 k g m 2 s

A análise dimensional pra essa grandeza foi feito no passo 1 da questão anterior.

Resposta

a )   p = 8.33 × 10 - 6   P a = 8.23 × 10 - 11   a t m  

b )   p = 1.67 × 10 - 5 P a = 1.65 × 10 - 10   a t m

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