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Física

ESTÁCIO
Considerando ○ problema da absorção de Ondas Eletromagnéticas em condutores, calcule ○ comprimento de onda e a velocidade de propagação de ondas de Rádio, com frequências de 2MHz, no Cobre. Considere a resistividade do Cobre, p - 1, 68 x 10-8s. m, a velocidade da Luz no vácuo, c - 3 x 103m/s, a Permissividade do vácuo, €g = 8, 85 x 10-12C2/ N. m?, e a Permeabilidade do vácuo Po 4T X 10-7N/ A2
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Arnon Cassio

ano passado

Respostas

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ano passado

Para calcular o comprimento de onda (\( \lambda \)) e a velocidade de propagação (\( v \)) de ondas de rádio em um condutor como o cobre, podemos usar as seguintes fórmulas: 1. Frequência (\( f \)): 2 MHz = \( 2 \times 10^6 \) Hz. 2. Velocidade de propagação em um meio condutor: \[ v = \frac{c}{\sqrt{1 + j \frac{\sigma}{\omega \epsilon}}} \] onde: - \( c \) é a velocidade da luz no vácuo (\( 3 \times 10^8 \) m/s), - \( \sigma \) é a condutividade do cobre, que pode ser calculada a partir da resistividade (\( \rho \)): \( \sigma = \frac{1}{\rho} = \frac{1}{1,68 \times 10^{-8}} \) S/m, - \( \omega = 2\pi f \) é a frequência angular. 3. Comprimento de onda (\( \lambda \)): \[ \lambda = \frac{v}{f} \] Agora, vamos calcular: 1. Condutividade do cobre: \[ \sigma = \frac{1}{1,68 \times 10^{-8}} \approx 5,95 \times 10^7 \text{ S/m} \] 2. Frequência angular: \[ \omega = 2\pi (2 \times 10^6) \approx 1,26 \times 10^7 \text{ rad/s} \] 3. Cálculo da velocidade de propagação: \[ v \approx \frac{3 \times 10^8}{\sqrt{1 + j \frac{5,95 \times 10^7}{1,26 \times 10^7 \times 8,85 \times 10^{-12}}}} \] O cálculo exato pode ser complexo, mas para ondas de rádio em condutores, a velocidade é geralmente próxima de \( c \). 4. Comprimento de onda: \[ \lambda \approx \frac{v}{f} \] Se considerarmos \( v \approx c \), então: \[ \lambda \approx \frac{3 \times 10^8}{2 \times 10^6} = 150 \text{ m} \] Portanto, o comprimento de onda é aproximadamente 150 m e a velocidade de propagação é próxima da velocidade da luz no vácuo, \( 3 \times 10^8 \) m/s.

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