Em uma investigação sobre a influência da luz na fotossíntese de uma planta aquática, os pesquisadores…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Interpretar resultados e realizar previsões sobre atividades experimentais, fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas noções de probabilidade e incerteza, reconhecendo os limites explicativos das ciências.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma investigação sobre a influência da luz na fotossíntese de uma planta aquática, os pesquisadores utilizaram uma lâmpada pequena, considerada uma fonte pontual, e mantiveram constantes a espécie da planta, o tempo de exposição e as demais condições do experimento. Um sensor registrou a irradiância em diferentes distâncias da lâmpada: a 0,5 m, foram medidos 400 W/m²; a 1,0 m, 100 W/m²; e a 2,0 m, 25 W/m². Nessas condições, a absorção de luz pelas folhas é um dos fatores que podem influenciar a taxa fotossintética. Com base nos dados do experimento, qual relação descreve a variação da irradiância à medida que a distância da lâmpada aumenta?
- A) Permanece constante com a distância.
- B) Aumenta exponencialmente com a distância.
- C) Diminui inversamente ao quadrado da distância.
- D) Aumenta linearmente com a distância.
- E) Diminui linearmente com a distância.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Observe os dados. Ao dobrar a distância de 0,5 m para 1,0 m, a irradiância cai de 400 para 100 W/m², ou seja, fica 4 vezes menor. Ao dobrar de 1,0 m para 2,0 m, ela cai de 100 para 25 W/m², também 4 vezes menor.
- Como a razão se mantém constante (dobrar a distância divide a irradiância por 4, que é 2 elevado ao quadrado), a relação é de proporcionalidade inversa ao quadrado da distância: I = k/d², com k = 100 W/m² × (1,0 m)² = 100 W·m⁻²·m² ou, equivalentemente, I × d² constante. Verificação: 400 × 0,5² = 100; 100 × 1,0² = 100; 25 × 2,0² = 100.
- Isso é coerente com a física da fonte pontual: a luz emitida se espalha uniformemente sobre a superfície de uma esfera de área 4πd², de modo que a mesma potência se distribui por uma área que cresce com o quadrado da distância.
- Por que as outras estão erradas. A: a irradiância não é constante, pois os valores medidos mudam a cada distância. B: não há crescimento, a irradiância diminui, e a variação não segue uma função exponencial crescente. D: a irradiância diminui com a distância, e não aumenta. E: a queda não é linear, pois as diferenças absolutas (300 e depois 75 W/m²) não são iguais para intervalos iguais de distância.
- Portanto, o gabarito C está correto.
💡 Dica: Analise o gráfico para identificar a relação entre intensidade e distância.
Alternativa por alternativa
Acredita que a intensidade luminosa não muda com a distância, talvez por pensar que a lâmpada emite sempre a mesma luz ou por confundir a irradiância com a potência fixa da lâmpada.
Percebe que os valores mudam de forma acentuada e conclui que há crescimento exponencial, sem notar que os valores de irradiância diminuem à medida que a distância aumenta.
Ao dobrar a distância de 0,5 m para 1,0 m, a irradiância passa de 400 W/m² para 100 W/m², ou seja, torna-se quatro vezes menor. Ao dobrar novamente a distância para 2,0 m, passa a 25 W/m², também quatro vezes menor. Portanto, a irradiância varia de modo inversamente proporcional ao quadrado da distância, relação relevante para analisar a disponibilidade de luz para a fotossíntese.
Associa o aumento da distância na tabela a um aumento da irradiância, lendo os dados de forma invertida e supondo que mais distância significa mais luz recebida pela planta.
Nota corretamente que a irradiância cai, mas supõe que a queda é linear porque a distância aumenta de forma regular, sem comparar as razões entre os valores, que são constantes (dividir por 4 a cada duplicação).
Raio-X da questão
intensidade de radiação
avaliacao
lei do inverso do quadrado · intensidade de radiação
Revisar a relação entre intensidade de radiação e distância de fontes.
Confundir a relação entre intensidade e distância, pensando que a intensidade aumenta com a distância em vez de diminuir.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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