Calculadora da lei do inverso do quadrado

A lei do inverso do quadrado descreve uma grandeza que se espalha de uma fonte pontual pelo espaço tridimensional. À distância r, a mesma potência emitida se distribui sobre uma superfície esférica de área 4πr². Como essa área cresce com o quadrado da distância, a intensidade é a potência da fonte dividida por 4πr². Dobrar a distância espalha a energia por uma área quatro vezes maior e reduz a intensidade a um quarto. Triplicar a distância a reduz a um nono. Esta calculadora avalia a intensidade absoluta nas distâncias inicial e final para uma fonte isotrópica ideal. Também calcula a razão final/inicial, que depende apenas das distâncias: a intensidade final dividida pela inicial é a distância inicial ao quadrado dividida pela distância final ao quadrado. A potência se cancela nessa comparação. Quando a potência é informada em watts e a distância em metros, a intensidade é exibida em watts por metro quadrado; a razão é adimensional. Muitos campos físicos seguem essa geometria em condições adequadas. Uma lâmpada sem anteparo aproxima a lei quando suas dimensões são pequenas em relação à distância. A potência acústica de uma fonte compacta a segue aproximadamente ao ar livre antes que reflexões e absorção atmosférica se tornem relevantes. A fluência de radiação de um emissor localizado, o campo gravitacional fora de uma massa esférica e o campo elétrico de uma carga pontual também apresentam dependência inversa do quadrado, embora suas fórmulas absolutas usem outras grandezas e constantes. Medições reais frequentemente se afastam do ideal. Antenas direcionais, refletores, lentes, paredes, pisos e blindagens redirecionam a energia em vez de distribuí-la uniformemente. O som pode ser absorvido pelo ar e refletido por superfícies. A luz pode ser atenuada por neblina ou espalhamento. Uma fonte fisicamente grande em relação à distância de medição não pode ser tratada como pontual. No campo próximo de uma antena ou radiador acústico, o comportamento das ondas pode ser mais complexo que uma simples propagação esférica. Use a potência da fonte apenas quando a grandeza de interesse realmente se distribuir sobre uma área esférica. Para comparar intensidades medidas em duas distâncias, a razão continua útil mesmo quando a potência absoluta é desconhecida. Mantenha as duas distâncias na mesma unidade e meça a partir do centro efetivo da fonte, não de uma borda arbitrária do invólucro. A calculadora é útil para verificações rápidas de física, posicionamento de sensores, estimativas de iluminação, planejamento radiológico e demonstrações em aula; projetos detalhados devem incluir diretividade, atenuação, contornos e normas de segurança aplicáveis.