PUC, Física 4, P1 2017.2, 3
Na ausência de quaisquer outras forças, esse feixe luminoso incide diretamente sobre uma
esfera totalmente absorvente cujo raio, de 2,0 mm, coincide com raio do feixe. A esfera
tem densidade de 0,5×.
(e) Determine o módulo da aceleração adquirida pela esfera.
Dados:
Passo 1
Por fim entramos na ultima parte da questão. Nesse caso devemos desconfiar que se trata de uma problema que fala sobre o conceito de pressão de radiação. E de alguma forma deveremos relacionar isso com a aceleração.
Sabemos que a fórmula que nos dá a força resultante que age nessa esfera é
Em que é a pressão de radiação e é a área de atuação
Passo 2
Sabemos também que a pressão de radiação é dado pela fórmula
E por fim sabemos que pela segunda lei de Newton
Relacionando todas essas fórmulas, temos que,
E em fim encontramos a fórmula para a aceleração, que é o objetivo da nossa questão. Mas antes de fazermos as substituições devemos lembrar que no enunciado nos foi dado a densidade e não a massa, então devemos lembrar do seguinte.
Em que é a densidade e é o volume da nossa esfera
E também sabemos que o volume da esfera é
E a área de atuação da radiação é
Substituindo esses valores teremos
Os dados da nossa questão são
Calculando o valor da aceleração teremos
Resposta
e)