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Enunciado

Física - Halliday - Vol 4- Ed: 10º - Capítulo 33.Problemas Adicionais - Ex. 102

Uma placa quadrada, perfeitamente refletora, situada no espaço sideral, está orientada perpendicularmente aos raios solares. A placa tem 2,0   m de lado e se encontra a uma distância de 3,0   ×   10 11   m do Sol. Determine a força exercida sobre a placa pelos raios solares.

Passo 1

E aí meus caros(as)! A moda da vez agora é a questão 102!

Bem! E o que a gente tem aqui é um probleminha básico sobre forças em superfícies refletoras.

Para este caso, conforme mostrado no enunciado, em que temos uma placa em que os raios incidem de forma perpendicular interceptando a superfície com, temos que usar a seguinte equação abaixo...

F = 2 I A c

Onde estamos considerando, é claro, total reflexão dos raios solares!

Passo 2

Temos como calcular a área da placa (já que a questão fornece o lado), e também sabemos a velocidade da luz c .

Falta apenas descobrir a intensidade dos raios de luz I !

Ora bolas! Para calcular I , vamos usar a definição de intensidade, dada pela equação abaixo...

I = P o t ê n c i a Á r e a = P s A T e r r a

Estamos tomando como referência o planeta Terra! E portanto, supomos que a intensidade que atinge a Terra em geral, é a mesma que atinge a placa.

Pois muito bem! Considerando a Terra como uma esfera perfeita e tomando como referência o apêndice do livro, onde a potência média dos raios solares é P s = 3,90 ⋅ 10 26   W ...

I = P s A T e r r a = P s 4 π r 2

Dado r = 3,0 ⋅ 10 11   m :

I = P s 4 π r 2 = 3,90 ⋅ 10 26   W 4 π 3,0 ⋅ 10 11   m 2

I = 344,835   W / m 2

Passo 3

Achada a intensidade, agora é só substituir na fórmula do P a s s o   1 :

F = 2 I A c

F = 2 ( 344,835   W / m 2 ) ⋅ 2,0   m 2 3,0 ⋅ 10 8   m / s

F ≅ 9,2   μ N

Resposta

F ≅ 9,2   μ N

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