Atividade: Energia, Potência e Intensidade de Ondas Eletromagnéticas

Nesta atividade, nós vamos praticar a calcular a energia, potência e intensidade das ondas eletromagnéticas e a magnitude do vetor de Poynting.

Q1:

Uma unidade de WiFi exterior para uma área de piquenique tem 100 mW de output e cerca de 30 m de alcance. Que potência reduziria o seu alcance 12 m para uso com os mesmos dispositivos de antes? Assuma que não existem obstáculos no caminho e que as microondas no solo são simplesmente absorvidas.

Q2:

Duas lâmpadas têm potências elétricas de entrada de 100 W e 75 W, respetivamente. A que distância a intensidade da luz produzida pela lâmpada de 100 W é igual à intensidade de luz a 10,0 m de distância da lâmpada de 75 W? Assuma que ambas as lâmpadas têm o mesmo rendimento.

Q3:

Qual é a intensidade de uma onda eletromagnética com um pico de força de campo elétrico de 125 V/m?

Q4:

Uma lâmpada de 150 W emite 5,00% de energia sob a forma de radiação eletromagnética. Qual é a norma do vetor de Poynting a 10,0 m da lâmpada?

  • A 5 , 9 7 × 1 0 W/m2
  • B 6 , 1 1 × 1 0 W/m2
  • C 5 , 5 9 × 1 0 W/m2
  • D 5 , 8 5 × 1 0 W/m2
  • E 5 , 7 4 × 1 0 W/m2

Q5:

No topo da atmosfera terrestre, o vetor de Poynting da média de tempo associado à luz solar tem um módulo de 1,40 kW/m2.

Qual é o valor máximo da intensidade do campo elétrico de uma onda desta intensidade?

Qual é o valor máximo da intensidade do campo magnético de uma onda desta intensidade?

  • A 3 , 7 2 × 1 0 T
  • B 3 , 6 0 × 1 0 T
  • C 3 , 5 1 × 1 0 T
  • D 3 , 3 6 × 1 0 T
  • E 3 , 4 2 × 1 0 T

Qual é a potência total irradiada pelo Sol? Assuma que a Terra está a 1,50×10 m do Sol e que a luz solar é composta por ondas eletromagnéticas planas.

  • A 3 , 9 6 × 1 0 W
  • B 4 , 7 7 × 1 0 W
  • C 3 , 0 3 × 1 0 W
  • D 5 , 5 9 × 1 0 W
  • E 2 , 1 6 × 1 0 W

Q6:

A capacidade de calor específico do esparguete é de 3,76×10/JkgC. 0,400 kg do esparguete ocupa uma área circular com 20,0 cm em diâmetro dentro de um microondas. Na sua configuração de potência mais alta, o microondas aumenta a temperatura do esparguete 45,0C em 120 s.

Qual era a taxa de energia absorvida pelo esparguete, assumindo que este absorvia perfeitamente?

  • A564 W
  • B549 W
  • C603 W
  • D520 W
  • E580 W

Determine a intensidade média do microondas.

  • A 2 , 3 3 × 1 0 W/m2
  • B 1 , 5 6 × 1 0 W/m2
  • C 2 , 6 3 × 1 0 W/m2
  • D 2 , 0 7 × 1 0 W/m2
  • E 1 , 8 0 × 1 0 W/m2

Qual é a força máxima do campo elétrico do microondas?

  • A 3 , 8 9 × 1 0 V/m
  • B 4 , 0 3 × 1 0 V/m
  • C 3 , 7 7 × 1 0 V/m
  • D 3 , 6 8 × 1 0 V/m
  • E 4 , 1 1 × 1 0 V/m

Qual é a força máxima do campo magnético do microondas?

  • A 1 , 2 3 × 1 0 T
  • B 1 , 4 0 × 1 0 T
  • C 1 , 2 9 × 1 0 T
  • D 1 , 3 5 × 1 0 T
  • E 1 , 4 4 × 1 0 T

Q7:

Um transmissor de rádio AM transmite 50,0 kW de potência uniforme em todas as direções. Suponha que as ondas de rádio que atingem o solo são completamente absorvidas e que nenhuma absorção de ondas de rádio ocorre, exceto no solo, pelo que metade da energia emitida seja emitida por uma área semiesférica. As ondas de rádio do transmissor alcançam um recetor localizado a 30,0 km de distância do transmissor.

Qual é a intensidade das ondas de rádio no local do recetor?

  • A 3 , 5 9 × 1 0 W/m2
  • B 4 , 4 2 × 1 0 W/m2
  • C 6 , 6 7 × 1 0 W/m2
  • D 2 , 7 4 × 1 0 W/m2
  • E 5 , 3 3 × 1 0 W/m2

Qual é a força máxima do campo elétrico das ondas de rádio no local do recetor?

  • A 5 , 7 7 × 1 0 W/m2
  • B 5 , 9 0 × 1 0 W/m2
  • C 5 , 6 6 × 1 0 W/m2
  • D 6 , 0 8 × 1 0 W/m2
  • E 5 , 5 2 × 1 0 W/m2

Q8:

Para aumentar a intensidade de uma onda por um fator de 20, por que fator deverá a amplitude aumentar?

  • A12
  • B4,5
  • C50
  • D14
  • E8,5

Q9:

A energia do Sol chega ao planeta mais próximo dele, Mercúrio, com uma intensidade média de 10,4×10 W/m2. Quanto tempo demora para 1,32×10 J chegarem a uma área de 1,00 m2 em Mercúrio?

  • A35,3 h
  • B7,88 h
  • C1,27 h
  • D12,7 h
  • E13,7 h

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