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Enunciado

Física - Young and Freedman - Vol 3- Ed: 14º - Capítulo 32.Exercícios - Ex. 24

Transmissão de televisão. O canal público de televisão KQED em São Francisco, nos Estados Unidos, transmite um sinal de rádio senoidal a uma potência de 777 kW. Suponha que a onda se propague uniformemente para um hemisfério acima do solo. Em uma casa a 5,00 km de distância da antena, (a) qual é a pressão média exercida pela onda sobre uma superfície totalmente refletora; (b) quais são as amplitudes dos campos elétrico e magnético da onda e (c) qual é a densidade média da energia que essa onda transporta? (d) Para a densidade de energia obtida no item (c), qual porcentagem advém do campo elétrico e qual porcentagem advém do campo magnético?

Passo 1

E aiii gente,

Tudo bom com vocês?

Vamos fazer mais uma questãozinha aqui!

Letra a:

I = P m é d i a A = 777,000 W 2 π ( 5000 m ) 2 = 0.004947 W m 2

p r a d = 2 I c = 2 0.004947 W m 2 300 × 10 8 m s = 3.30 × 10 - 11 P a .

Passo 2

Letra b:

I = 1 2 ε 0 c E m a x 2

Nos dá:

E m a x = 2 I ε 0 c = 2 0.004947 W m 2 8.85 × 10 12 C 2 N ⋅ m 2 3.00 × 10 8 m s = 1.93 N C

B m a x = E m a x c = 1.93 N C 3.00 × 10 8 m s = 6.43 × 10 - 9 T

Passo 3

Letra c:

u = ε 0 E 2 , então, u m é d i a = ε 0 E r m s 2 e E r m s = E m a x 2 , então:

u m é d i a = ε 0 E m a x 2 2 = 8.85 × 10 - 12 C 2 N ⋅ m 2 ( 1.93 N / C ) 2 2 = 1.65 × 10 - 11 J m 3

Passo 4

Letra d:

A densidade de energia é a mesma para os campos elétrico e magnético, assim cada um tem 50% da densidade de energia.

Resposta

  1. 3.30 × 10 - 11 P a
  2. 6.43 × 10 - 9 T
  3. 1.65 × 10 - 11 J m 3
  4. A densidade de energia é a mesma para os campos elétrico e magnético, assim cada um tem 50% da densidade de energia.
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