Questões BNCC EM13CNT304

Durante uma consulta pública fictícia sobre um festival ao ar livre, moradores questionam a instalação de um segundo alto-falante voltado para uma área residencial. No ponto de medição, cada aparelho, quando funciona isoladamente, produz intensidade sonora de 1,0x10^-4 W/m2. Os equipamentos reproduzirão faixas diferentes, sem sincronização de fase, e estarão à mesma distância desse ponto. A organização afirma que o acréscimo será pequeno, enquanto os moradores solicitam a revisão do projeto devido ao possível aumento da exposição ao som. Para níveis sonoros, utiliza-se L = 10 log10(I/I0), em que I0 = 1,0x10^-12 W/m2 e L é expresso em dB. Nesse ponto, as intensidades de fontes independentes podem ser somadas.

Analise os dados físicos apresentados e identifique a alegação tecnicamente sustentada para o debate sobre a instalação do segundo aparelho.

Durante uma audiência pública fictícia, discutiu-se a instalação de emissores sonoros em uma passagem de metrô para afastar pessoas durante a madrugada. A empresa afirmou que o aparelho, operando a f=25 kHz, não seria ouvido e, portanto, não produziria exposição física relevante. Um técnico mediu intensidade de 0,20 W/m^2 a 2,0 m do emissor, no vão central da passagem. O local, porém, possui paredes revestidas e colunas metálicas. Para uma fonte pontual em campo livre, vale I=P/(4 pi r^2). No ar, a velocidade do som pode ser tomada como v=340 m/s, e lambda=v/f. Os moradores solicitaram que a decisão considerasse os dados físicos, além da afirmação comercial.

Interprete os dados do texto para definir a conclusão que deve orientar o debate sobre a instalação proposta.

Durante uma audiência pública fictícia sobre a instalação de uma antena de telefonia móvel, moradores afirmaram que o sinal de 3,5 x 10^9 Hz poderia romper diretamente ligações químicas no DNA. A empresa informou que a radiação emitida é eletromagnética e apresentou a relação E = h x f, em que h = 6,6 x 10^-34 J s. Para o debate, uma professora lembrou que a energia típica necessária para ionizar átomos é da ordem de 10 eV e que 1 eV = 1,6 x 10^-19 J. Os participantes precisavam distinguir o risco de ionização de outros efeitos físicos que dependem da potência absorvida pelo corpo.

Analise os dados do texto e identifique a conclusão fisicamente adequada sobre a alegação de rompimento direto de ligações no DNA.

— A energia das frenagens tornará dispensável a recarga na garagem — afirmou um vereador durante a audiência sobre a compra de ônibus elétricos. Para avaliar a proposta, o setor técnico informou que cada veículo, com massa total de 12 000 kg, reduz sua velocidade de 15 m/s (54 km/h) até parar 20 vezes por turno. A energia cinética em cada frenagem é dada por E_c = m v^2/2. O sistema recupera 60% dessa energia para a bateria. Em um turno, o ônibus consome 540 MJ de energia, equivalentes a 150 kWh, e sua bateria tem capacidade útil de 648 MJ. Para os cálculos, considere 1 kWh = 3,6 MJ.

Analise os dados apresentados e identifique o argumento fisicamente consistente para orientar o debate sobre a recarga dos ônibus.

— Se o aparelho emite raios X, ele deveria ser proibido? — perguntou uma moradora durante a audiência sobre a instalação de scanners corporais no metrô. A nota técnica do projeto informa que cada passagem expõe a pessoa a uma dose efetiva d = 0,20 uSv, sendo 1 uSv = 1 x 10^-6 Sv. Para usuários frequentes, foi considerada a condição de N = 500 passagens por ano, conforme a relação D_anual = N x d. O documento também cita o valor de 1,0 mSv por ano como limite de dose para o público em situações de exposição planejada, sem incluir radiação natural ou procedimentos médicos. No debate, parte dos participantes afirmou que qualquer dose implica risco inaceitável, enquanto outros defenderam que a tecnologia é totalmente segura por permanecer abaixo desse limite.

Analise os dados apresentados e identifique o argumento que emprega corretamente a dose anual estimada na discussão sobre os scanners.

— É só luz, não tem risco — argumentou a empresa que promove um show de feixes verdes apontados para nuvens, em uma capital, apesar da reclamação de pilotos que usam um heliponto próximo.

No parecer técnico, a empresa informa que cada projetor emite potência óptica de 800 mW e que o feixe tem divergência de 1,5 mrad. A rota mais próxima passa a cerca de 800 m do projetor, na direção do feixe. Para estimar a área iluminada nessa distância, o parecer adota, para pequenos ângulos, o diâmetro do ponto D = theta*L e pi = 3. Uma norma citada no debate recomenda, para exposição breve e acidental, irradiância máxima de 0,5 W/m^2 no local de observação.

Analise os dados do texto e conclua a justificativa física que sustenta a recomendação de restringir o show de laser na configuração proposta.

— “Esses novos scanners do aeroporto vão ‘irradiar’ os passageiros?”, questionou um usuário em uma audiência pública sobre a compra de equipamentos de inspeção corporal.

O responsável técnico explicou que o aparelho não usa raios X, mas ondas eletromagnéticas na faixa de 30 GHz. Segundo o manual, durante a passagem de uma pessoa o equipamento opera por 2,0 s com potência média de 0,050 W distribuída aproximadamente de forma uniforme sobre uma área de 0,50 m^2. No mesmo documento de referência adotado no edital, consta que, para exposição do público a esse tipo de emissão, a densidade de potência não deve exceder 10 W/m^2.

Parte dos presentes alegou que “qualquer valor já ultrapassa o limite” e pediu o cancelamento da compra.

Com base nos dados do texto, conclua o valor da densidade de potência incidente no passageiro e avalie se a alegação de ultrapassar o limite se sustenta.

Durante a limpeza de um ônibus, uma lâmpada ultravioleta UV-C, de comprimento de onda igual a 254 nm, permaneceu acesa por 15 s enquanto o veículo estava ocupado. No assento mais próximo, a irradiância medida foi de 0,12 W/m². Para estimar a energia de cada fóton, pode-se usar E = h·c/?, com h = 6,6 × 10?³4 J·s e c = 3,0 × 108 m/s. Considere que 1 W = 1 J/s e que 1 cm² = 1,0 × 10?4 m². Um vídeo divulgado em uma rede social afirma que “poucos fótons já bastam para causar dano”. Entretanto, os dados fornecidos não apresentam limites biológicos de exposição nem informações sobre os efeitos da radiação nos tecidos.

Com base nos dados do texto, qual alternativa apresenta uma estimativa adequada da ordem de grandeza do número de fótons UV-C que incidem sobre uma área de 1 cm² durante os 15 s e uma avaliação cientificamente justificável da afirmação divulgada no vídeo?