Uma reportagem afirma: “Uma vela solar de área A = 100 m² com massa por unidade de área s = 0,10 kg/m² atinge…

Questão

Uma reportagem afirma: “Uma vela solar de área A = 100 m² com massa por unidade de área s = 0,10 kg/m² atinge aceleração a = 0,10 m/s² sob irradiância solar I = 1360 W/m² na órbita da Terra”. Usando pressão de radiação para reflexão perfeita p = 2I/c (c = 3×10^8 m/s) e unidades SI, avalie a veracidade da afirmação: calcule a aceleração real e discuta pressupostos.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Cálculo: p = 2I/c = 2·1360/(3×10^8) = 2,720/(3×10^8) ˜ 9,07×10?6 N/m². Força sobre a vela F = p·A = 9,07×10?6·100 = 9,07×10?4 N. Massa total m = s·A = 0,10·100 = 10 kg. Aceleração a = F/m = 9,07×10?4/10 ˜ 9,07×10?5 m/s². Comparação: 9,07×10?5 m/s² << 0,10 m/s² (diferença ˜ 1100×). Discussão: cálculo assumiu reflexão perfeita, vela perfeitamente orientada e ausência de outras forças (gravidade, arrasto, torques, estrutura). Mesmo com reflexão perfeita e sem perdas a aceleração real é muito menor; portanto a afirmação é implausível.

Explicação

O cálculo da pressão de radiação e da força sobre a vela demonstra que a aceleração resultante é muito menor do que a afirmada, evidenciando a discrepância entre os valores. A análise considera pressupostos ideais, como reflexão perfeita e ausência de outras forças, que não refletem a realidade do ambiente espacial. Assim, a diferença significativa nas acelerações indica que a afirmação original é irrealista.

Raio-X da questão

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