Сила на Земле из-за радиационного давления Солнца

Мой профессор классической электродинамики попросил меня рассчитать силу, которую Солнце оказывает на поверхность Земли из-за его давления излучения, предполагая, что все излучение поглощается и что Земля плоская, и зная только, что величина вектора Пойнтинга на поверхности является ⟨ С ¯ ⟩ "=" 13000 [ Вт / м 2 ] с использованием:

  1. Тензор напряжений Максвелла.
  2. Поглощенный импульс.

Используя тензор напряжений Максвелла, я получаю 35,6 ⋅ 1 0 8 [ Н ] , что кажется правдоподобным, поскольку мы рассматриваем плоскую Землю и отсутствие отражения излучения. Но я не понимаю, как получить ответ, используя изменение электромагнитного импульса.

Я думаю, что я должен начать с написания

Ф → "=" г г т п → Е М "=" г г т ∫ В ε 0 мю 0 ( Е → × ЧАС → ) г В

Но как мне это взять отсюда?

Ваш вектор Пойнтинга должен быть 1300 Вт/м. 2 .

Ответы (2)

С → это поток, поэтому вам нужен интеграл площади поверхности земли.

Давление п у вас будет сила на площадь, Ф / А . Давление является потоком С разделить на скорость света, так как у вас есть импульс час ф / с в фотонах.

Затем вы должны проинтегрировать давление (т.е. умножить на поперечное сечение земли), чтобы получить силу:

Ф → "=" π р 2 С → с

Ясно... значит, я просто интегрирую К/с в поверхность Земли? Но разве я не получу ⟨ Ф ⟩ "=" π р 2 с ⟨ С ⟩ ?
Да, 4 не должно быть (видимо, я думал о поверхности сферы), и я забыл с . Так что ваш результат правильный.
Вы действительно можете интегрировать через диск? Не будет ли меньше давление на конечности?
@Spencer: Вы могли бы сделать это. Вы должны были бы принять во внимание угол потока к поверхности, чтобы вычислить результирующую силу. Как вы сказали, поток меньше на краях. Однако площадь поверхности полусферы больше, и это прекрасно компенсируется. Таким образом, использование поперечного диска уже отменяет это, и вы получаете тот же результат.
Я думаю, что эта информация была бы отличной частью ответа.

Так каков твой ответ? Я использовал информацию из Интернета, в которой говорилось, что радиационное давление от Солнца составляет около 1000 число г/м 2 . Не так много, пока вы не посчитаете, сколько м 2 лицом к солнцу!

Затем я взял радиус Земли на полюсах (предполагая, что давление меньше, когда она наносит, так сказать, скользящий удар), который равен 6356 , 752,3 м , квадрат 40 , 408 , 299 , 803 , 555,29 , умножается на 3.14159265358979 "=" 126 , 946 , 417 , 806 , 903.1 м 2 , Поделить на 1 , 000 , 000 , 000 чтобы получить давление в слонах (тоннах), которое 126 , 946.4178069031 тонн!

Около 127 тысяч тонн! Наверняка это давление постепенно смещает орбиту Земли наружу? Насколько точна моя цифра? Насколько отражательна Земля? Я читал, что давление на идеальный отражатель в два раза больше, чем на задний корпус (что оооочень круто). Я предполагаю, что мы должны быть где-то между черным телом и идеальным отражателем, но я не знаю, с чего начать, чтобы получить эту информацию.

На мысль об этом меня натолкнула статья о радиационном давлении на звезду смерти, из-за которого она отлетела бы от планеты, которую разрушала на скорости более 3 % со скоростью света 😂.

— А что насчет «отдачи»? Один из аспектов возможностей оружия, который, похоже, не учитывается ни в фильме, ни в каких-либо других расчетах, — это отдача. Профессор Александр Барнетт из Дартмутского университета обсуждает его возможные побочные эффекты:

«Импульс, переносимый таким количеством световой энергии, равен п "=" Е / с ~ 10 ньютон секунд. Звезда Смерти не имеет такой большой массы, даже если предположить, что она 10 % твердый металл, он имеет массу всего около 10 17 кг. Итак, это означает, что после того, как Звезда Смерти закончила выпускать луч, за счет сохранения импульса она теперь летит назад в:

10 24 10 17 ∼ 10 7 РС

«Это около 3 % со скоростью света, а это означает, что он будет двигаться 100 раз больше собственного диаметра ( 100   км ) каждую секунду. Я не заметил никакого движения на пленке, но, возможно, она стреляет другим лучом позади себя, чтобы уравновесить себя, чего мы просто не видим!»

см. https://www.ovoenergy.com/blog/energy/as-rogue-one-arrives-in-cinemas-we-estimate-the-cost-of-powering-the-death-star для смеха...

Сила на Земле из-за радиационного давления Солнца
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v