Um laser de 50 mW é usado para manipular amostras em um laboratório. O feixe incide com raio r = 0,50 mm…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Utilizar o conhecimento sobre as radiações e suas origens para avaliar as potencialidades e os riscos de sua aplicação em equipamentos de uso cotidiano, na saúde, no ambiente, na indústria, na agricultura e na geração de energia elétrica.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um laser de 50 mW é usado para manipular amostras em um laboratório. O feixe incide com raio r = 0,50 mm. Calcule a intensidade I do feixe na superfície do ponto focal usando I = P/A e A = pr². Apresente I em W/m² (use P em W e r em m).
- A) I = 6,4×10^4 W/m² (aprox.).
- B) I = 1,6×10^4 W/m²
- C) I = 6,4×10^-2 W/m²
- D) I = 6,4×10^3 W/m²
- E) I = 6,4×10^7 W/m²
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Converter as unidades para o SI. P = 50 mW = 0,050 W e r = 0,50 mm = 0,50 x 10^-3 m = 5,0 x 10^-4 m.
- Calcular a área do feixe: A = pi x r^2 = pi x (5,0 x 10^-4)^2 = pi x 2,5 x 10^-7 = aproximadamente 7,85 x 10^-7 m^2.
- Calcular a intensidade: I = P/A = 0,050 / 7,85 x 10^-7 = aproximadamente 6,37 x 10^4 W/m^2, que arredondado é 6,4 x 10^4 W/m^2.
- Conferir com o gabarito. Resolvendo por conta própria, chego à alternativa A, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. B usa 1,0 mm (o diâmetro) como se fosse o raio. C trata 0,50 mm como 0,50 m, ignorando a conversão de unidade. D confunde 50 mW com 5 mW. E deixa a potência em 50 W, sem converter os miliwatts.
💡 Dica: Calcule a área do feixe e depois a intensidade.
Alternativa por alternativa
P = 50 mW = 0,05 W; r = 0,50 mm = 5,0×10?4 m. A = pr² = p(5,0×10?4)² ˜7,85×10?7 m². I = P/A = 0,05 / 7,85×10?7 ˜6,37×104 W/m².
O aluno toma o diâmetro de 1,0 mm como se fosse o raio, dobrando r e quadruplicando a área. Com isso obtém cerca de 1,6 x 10^4 W/m^2.
Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula da área do círculo e calcular incorretamente a intensidade do feixe laser.
O aluno deixa o raio como 0,50 sem converter de milímetros para metros, usando 0,50 m. A área fica cerca de 0,785 m^2 e a intensidade cai para 6,4 x 10^-2 W/m^2.
O aluno converte 50 mW de forma errada, lendo como 0,005 W (5 mW). Com essa potência, a intensidade sai como 6,4 x 10^3 W/m^2.
O aluno usa a potência 50 sem converter de miliwatts para watts, tomando P como 50 W. Isso multiplica o resultado por 1000 e leva a 6,4 x 10^7 W/m^2.
Raio-X da questão
intensidade de feixe laser
avaliacao
cálculo de área de círculo · intensidade de potência
Revisar a fórmula da intensidade e como calcular a área de um círculo.
O aluno pode confundir a fórmula da área do círculo e calcular incorretamente a intensidade do feixe laser.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
Questões parecidas com resolução
- Um apontador laser de potência P = 5,0 mW (visível) projeta, a d = 0,50 m da fonte, um feixe com raio r = 1,0 mm…
- Um feixe laser usado em manipulação óptica entrega potência P = 50,0 mW focada numa área A = 1,00×10?7 m² e é totalmente…
- Um feixe de laser tem potência P = 50,0 mW (0,0500 W) e comprimento de onda ? = 632,8 nm; atinge um espelho plano com…
- Um laser de potência P = 2,0 W incide perpendicularmente sobre uma superfície refletora de área A = 0,010 m². Assumindo…
- Um feixe laser de vigilância tem potência P = 10,0 W incidente em área A = 1,00×10?4 m²; assume-se reflexão perfeita…
- Uma fonte pontual produz intensidade I1 = 80 µW/m² a r1 = 2,0 m. Usando a lei do inverso do quadrado (I?1/r²), calcule a…
Todas as questões de Ondas de Rádio, Micro-ondas, Luz Visível, Raios X
🔎 Procurar outra questão
Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.
Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog