Lista de Exercícios 1

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO – UFMA 
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA 
 CURSO: LICENCIATURA EM FÍSICA 
POLO: SÃO LUÍS – MA 
DISCIPLINA: FÍSICA GERAL IV 
DISCENTE: EDNALDO SILVA BELO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE EXRCÍCIOS 1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
São Luís – MA 
2020 
 
LISTA DE EXERCÍCIOS 1 
1) Quando olhamos para a Estrela Polar (Polaris) recebemos a luz de uma estrela que está a 
 anos-luz da Terra e emite energia a uma taxa vezes maior que o Sol ( 
 W). Desprezando a absorção da luz pela atmosfera terrestre, determine os 
valores rms do campo elétrico e do campo magnético da luz que chega até nós. 
 
Resolução: 
Para o campo elétrico (E) 
 
Estando o valor rms do campo elétrico relacionado à intensidade luminosa, adota-se: 
 
I = 
 
 
 E
2
rms 
 
E estando a intensidade I a uma distância r da fonte e relacionada a potência da fonte, 
pois a fonte está muito distante e emite igual ondas em todas as direções e com igual 
intensidade, então: 
 I = 
 
 
 
 
Com isso, a equação E/B = c indica a relação entre os módulos de do campo elétrico e do 
campo magnético de uma onda eletromagnética em qualquer ponto do espaço e em qualquer 
instante. Então, a relação da rms destes campos também estão relacionados da mesma forma: 
 
 
 Erms/Brms = c  I= 
 
 
 = 
 
 
  Erms = 
√ 
 
 
 
Substituindo valores tem-se: 
Erms= 
 
 
  Erms = 1,24 x 10
-3 V/ m 
 
 
Brms = 
 
 
 = 
 
 
 = 4,1x10-12 T 
 
 
2) O campo elétrico máximo a uma distância de m de uma fonte pontual isotrópica é 
V/m. Quais são: 
Resolução: 
Sendo: 
d=10 m 
E = 2 
(a) o valor máximo do campo magnético e 
 
 
 = c  
Bm = 
 
 
 = 6,7nT 
(b) a intensidade média da luz a essa distância da fonte? 
 
 
 
  
 
 
 = 5,29x10-3W/m2 
 
(c) Qual é a potência da fonte? 
 
 
 
 
 =P = I.A  4 
 
 
3) Um avião que se encontra a uma distância de km de um transmissor de rádio recebe um 
sinal com uma intensidade de μW/m2. Determine a amplitude: 
 
 (a) do campo elétrico 
I = E0
2/2µ0c  E0 = √ = √ 
 
 
 E0 = 8,7 x 10
-2V/m 
 
(b) do campo magnético associado ao sinal na posição do avião. 
B0 = E0/c  B₀ = E₀/c = (8,7 x 10⁻² V/m)/(2,998 x 10⁸ m/s) 
B₀ = 2,9 x 10⁻¹⁰ T. 
 
 (c) Se o transmissor irradia uniformemente ao longo de um hemisfério, qual é a potência da 
transmissão? 
Estando a uma distância r do transmissor, a intensidade I é: 
I = P / 2.π.r² 
 Sendo P a potencia do transmissor sobre o hemisfério área de superfície 2.π.r², portanto: 
 
P = 2.π.r².I 
Substituindo os dados na equação acima, temos: 
P = 2.π(10 x 10³ m)²(10 x 10⁻⁶ W/m²) 
P = 6,3 x 10³ W. 
 
4) Uma pequena espaçonave cuja massa é kg (incluindo o astronauta) está à deriva 
no espaço, longe de qualquer campo gravitacional. Se o astronauta liga um laser de kW de 
potência, que velocidade a nave atinge em dia por causa do momento associado à luz do 
laser?