Lição de casa da aula: Pressão de Radiação em Superfícies Perfeitamente Reflexivas Física

Nesta atividade, nós vamos praticar a calcular a pressão exercida sobre um objeto pela luz que é refletida por ele.

Questão 1

Qual das seguintes curvas no gráfico mostra como a pressão exercida pela radiação a ser refletida por uma superfície varia com a intensidade da radiação?

  • AA curva azul
  • BA curva roxa
  • CA curva verde
  • DA reta laranja
  • EA curva preta

Questão 2

A luz com uma intensidade de 50,0 W/m2 incide numa superfície 100% refletora. A superfície tem uma área de 2,25 m2. Qual é a força exercida pela luz na superfície? Utilize o valor de 3,00×10 m/s para a velocidade da luz no vácuo.

  • A7,50×10 N
  • B3,75×10 N
  • C1,67×10 N
  • D3,33×10 N
  • E1,48×10 N

Questão 3

Luz de intensidade constante é direcionada a uma superfície reflexiva de 100%. A luz atinge a superfície em um ângulo, conforme mostrado no diagrama. Se 𝜃<90, a pressão de radiação exercida pela luz na superfície será maior, menor ou igual à pressão de radiação quando 𝜃=90?

  • AIgual a
  • BMenor que
  • CMaior que

Questão 4

Um grande asteroide está em rota de colisão com a Terra. O asteroide tem uma massa de 300‎ ‎000 kg. O asteroide pode ser desviado se uma força de 0,010 N for aplicada a ele por 2,0×10 s. Se um laser poderoso for usado para iluminar uma área de 12 m2 do asteroide, qual é a intensidade da luz necessária para desviar o asteroide usando a pressão de radiação? Suponha que a superfície do asteroide seja 100% reflexiva. Use um valor de 3,00×10 m/s para a velocidade da luz no vácuo. Dê sua resposta em notação científica com uma casa decimal.

  • A3,6×10 W/m2
  • B2,5×10 W/m2
  • C2,5×10 W/m2
  • D8,3×10 W/m2
  • E1,3×10 W/m2

Questão 5

Luz com intensidade de 60 W/m2 é dirigido a uma superfície reflexiva 100%. Qual é a pressão exercida pela luz na superfície? Use um valor de 3×10 m/s para a velocidade da luz no vácuo.

  • A1×10 N/m2
  • B4×10 N/m2
  • C1,2×10 N/m2
  • D2,4×10 N/m2
  • E2×10 N/m2

Questão 6

O diagrama mostra uma superfície reflexiva 100% que é paralela aos raios de luz com uma intensidade constante de 40 W/m2. A espessura da superfície é insignificante. Qual é a pressão de radiação na superfície devido à luz?

Questão 7

O diagrama mostra a concepção de um artista de uma vela solar. Uma vela solar é uma folha fina, leve e muito refletora que pode ser utilizada como um método de propulsão para aeronaves. A vela solar reflete luz de uma estrela próxima; uma força resultante é exercida na vela devido à pressão da radiação.

Se uma nave espacial que é alimentada por uma vela solar descola da Terra, afastando-se do Sol, qual é a área que a vela solar poderia ter por forma a que a força exercida nela devido à pressão da radiação for de 1,00 N? A intensidade da luz do Sol na Terra é de 1‎ ‎350 W/m2. Assuma que toda a luz que atinge a vela é refletida. Utilize o valor de 3,00×10 m/s para a velocidade da luz no vazio.

Vela solar
  • A1,11×10 m2
  • B4,44×10 m2
  • C6,75×10 m2
  • D2,22×10 m2
  • E1,35×10 m2

Questão 8

A luz de dois lasers é direcionada a uma superfície 100% refletora. Um laser A produz luz com um comprimento de onda de 500 nm e o laser B produz luz com um comprimento de onda de 700 nm. Ambos os lasers produz o mesmo número de fotões por segundo. Qual é o laser que produz luz que exerce uma força maior na superfície?

  • ALaser B
  • BLaser A

Questão 9

Que intensidade de luz seria necessária para exercer uma força de 1,0 N em uma placa de cobre polido com uma área de 2,5 m2? Suponha que toda a luz incidente na placa de cobre seja refletida. Use um valor de 3,00×10 m/s para a velocidade da luz no vácuo.

  • A3,0×10 W/m2
  • B6 W/m2
  • C2,4×10 W/m2
  • D1,2×10 W/m2
  • E3,8×10 W/m2

Questão 10

A luz é direcionada a uma superfície 100% reflexiva. A superfície tem uma área de 4,00 m2. A luz exerce uma força de 2,00×10 N na superfície. Qual é a intensidade da luz? Use um valor de 3,00×10 m/s para a velocidade da luz no vácuo.

  • A1‎ ‎200 W/m2
  • B600 W/m2
  • C150 W/m2
  • D300 W/m2
  • E75 W/m2

Questão 11

A luz é dirigida a uma superfície reflexiva de 100%. A luz exerce uma pressão de 3,50×10 N/m2 na superfície. Qual é a intensidade da luz? Use um valor de 3,00×10 m/s para a velocidade da luz no vácuo.

  • A525 W/m2
  • B1‎ ‎050 W/m2
  • C263 W/m2
  • D58,3 W/m2
  • E2‎ ‎100 W/m2

Questão 12

O diagrama mostra uma superfície reflexiva de 100% que é atingida por luz de intensidade constante. A superfície tem uma espessura desprezível e está girando a uma velocidade angular constante. Qual dos gráficos a seguir mostra como a pressão de radiação na superfície varia com o tempo?

  • A
  • B
  • C
  • D
  • E

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