Puc, Física 4, P1 2016.2, 1
Uma fonte luminosa cilíndrica de comprimento L = 0,8 m possui potência P = 100W. A onda luminosa emitida incide sobre uma superfície cilíndrica coaxial com a lâmpada, distante r = 40 m. Em primeira aproximação, determine:
(a) O valor eficaz (rms) do vetor intensidade do campo elétrico .
(b) O valor eficaz (rms) do vetor campo de indução magnética .
Passo 1
Essa questão se trata da intensidade do campo elétrico eficaz, antes de resolvermos o exercício vamos relembrar alguma fórmulas muito importantes e a partir delas vamos resolver o exercício.
Primeiro vamos relembrar a fórmula de intensidade campo elétrico eficaz que é dada por
Outra coisa importante de se lembrar é que também podemos calcular a nossa intensidade com base na potência da onda emitida, e essa fórmula é dada por.
E para finalizar precisamos saber qual o valor da área devemos usar.
No enunciado é dito que a fonte luminosa incide sobre uma fonte cilíndrica de raio ,ou seja, a área lateral do cilindro é dada por,
Vamos ir substituindo essas relações nas nossas fórmulas para podermos encontrar o valor de
Passo 2
Primeiro vamos substituir a nossa área e achar a intensidade em função da área
E agora vamos substituir a intensidade na nossa fórmula principal
Dessa forma vamos isolar o que queremos descobrir, que é exatamente o .
Agora vamos definir cada um dos valores e vamos substituir os valores na nossa fórmula.
Substituindo teremos
Passo 3
Agora para o item b só temos que relembrar a relação entre o valor eficaz do vetor campo de indução magnética e o valor eficaz do vetor intensidade do campo elétrico .
A fórmula é bem simples e ela é dada por
Isolando o valor de teremos
E os valores são
Substituindo
Resposta
a)
b)