En el simulador espacial de 25 pies del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, una serie de lámparas de arco superiores pueden generar $2,500dfrac{W}{m^2} de intensidad de luz en el piso de la instalación. (Esto simula la intensidad de la luz solar cerca de Venus). Halla la densidad de impulso promedio (impulso por unidad de volumen) de la luz a nivel del suelo.

1658286533 SOM Questions and Answers

Encuentre la presión de radiación promedio (pascales y presión atmosférica) de:

  • la parte que absorbe completamente el suelo.
  • la parte que refleja completamente el suelo.

Esa pregunta Metas para encontrar el presión de radiación promedio. Presión de radiación es de hecho una presión mecánica ejercida sobre cualquier superficie causada por el intercambio de momento entre un objeto y un campo electromagnético.

Respuesta experta

(a) los densidad de momento promedio se calcula dividiendo la intensidad por el cuadrado de la velocidad de la luz

[P_{avg}=dfrac{Light: of: intensity (I)}{Speed: of : light (c)^2}=dfrac{I}{c^2}]

Introduce los valores en la ecuación anterior:

[P_{avg}=dfrac{(2500dfrac{W}{m^2})}{(3times{10^{8}}dfrac{m}{s})^2}]

[P_{avg}=2.78times{10^{-14}}kcdotdfrac{g}{m^2}cdot s]

(b) $F$ es el unidad de fuerza de área una la onda ejerce y presión de radiación está representado por $P_{rad}$ y es el valor promedio de $dfrac{dP}{dt}$ dividido por el área.

[Light: of: intensity (I)=2500dfrac{W}{m^2}]

[Speed: of : light (c)= 3times10^8 dfrac{m}{s}]

Presión de radiación viene dada por la ecuación:

[P_{rad}=dfrac{Light: of: intensity}{Speed: of : light}=dfrac{I}{c}]

Sustituto valores en la ecuación anterior:

[P_{rad}=dfrac{I}{c}=dfrac{2500dfrac{W}{m^2}}{3times10^8 dfrac{m}{s}}]

[P_{rad}=8.33times{10^{-6}}: Pa]

los presión de radiación en la atmósfera está dada por:

[P_{rad}=(8.33times{10^{-6}}:Pa)times(dfrac{1 atm}{1.103times{10^{5}}:Pa})]

[P_{rad}=8.23times{10^{-11}}:atm]

(contra) los presión de radiación para la luz totalmente reflejada se calcula de la siguiente manera:

[P_{rad}=dfrac{2times Light: of: intensity (I)}{Speed: of : light (c)}=dfrac{2I}{c}]

Sustituya los valores en la ecuación anterior para encontrar la presión de radiación para la luz totalmente reflejada:

[P_{rad}=dfrac{2I}{c}=dfrac{2(2500dfrac{W}{m^2})}{3times{10^{8}}dfrac{m}{s}}]

[P_{rad}=16.66times{10{-6}}:Pa]

Atmosférico presión de radiación se calcula por:

[P_{rad}=(16.66times{10{-6}}:Pa)times(dfrac{1:atm}{1.1013times{10^{5}}:Pa})]

[P_{rad}=1.65times{10^{-10}}:atm]

Los resultados numéricos

(a) los densidad de momento promedio en el suelo la luz es:

[P_{avg}=2.78times{10^{-14}}kcdotdfrac{g}{m^2}cdot s]

(b) los presión de radiación en la atmósfera por un total parte absorbente del suelo es:

[P_{rad}=8.23times{10^{-11}}:atm]

(contra) los presión de radiación en la atmósfera por un total parte reflectante del suelo es:

[P_{rad}=1.65times{10^{-10}}:atm]

Ejemplo

En el simulador espacial de 25 pies del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, una serie de lámparas de arco superiores pueden generar una intensidad de luz de $1500dfrac{W}{m^2}$ en el piso de la instalación . (Esto simula la intensidad de la luz solar cerca del planeta Venus).

Encuentre la presión de radiación promedio (pascales y presión atmosférica) de:

– la parte que absorbe completamente la tierra.
– la parte que refleja completamente el suelo.
– Calcular la densidad de impulso promedio (impulso por unidad de volumen) de la luz en el suelo.

Este ejemplo tiene como objetivo encontrar el presión de radiación promedio y densidad de momento promedio a la luz del suelo.

(a) “F” es un fuerza media por unidad de superficie que ejerce una onda y la presión de radiación está representada por $P_{rad}$ y es el valor promedio de $dfrac{dP}{dt}$ dividido por el área.

[Light: of: intensity (I)=1500dfrac{W}{m^2}]

[Speed: of : light (c)= 3times10^8 dfrac{m}{s}]

Presión de radiación viene dada por la ecuación:

[P_{rad}=dfrac{I}{c}]

[P_{rad}=5times{10^{-6}}: Pa]

Atmosférico presión de radiación se da de la siguiente manera:

[P_{rad}=4.93times{10^{-11}}:atm]

(b) los presión de radiación para la luz totalmente reflejada se calcula de la siguiente manera:

[P_{rad}=dfrac{2I}{c}]

Sustituya los valores en la ecuación anterior para encontrar la presión de radiación para la luz totalmente reflejada:

[P_{rad}=1times{10{-5}}:Pa]

[P_{rad}=9.87times{10^{-11}}:atm]

(contra) los densidad de momento promedio representa la intensidad dividida por el cuadrado de la velocidad de la luz:

[P_{rad}=dfrac{I}{c^2}]

[P_{rad}=1.667times{10^{-14}}kcdotdfrac{g}{m^2}cdot s]