Um laser de potência P = 2,0 W incide perpendicularmente sobre uma superfície refletora de área A = 0,010 m²…
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 potência P = 2,0 W incide perpendicularmente sobre uma superfície refletora de área A = 0,010 m². Assumindo reflexão perfeita, calcule a pressão de radiação p exercida sobre a superfície usando p = 2I/c e I = P/A (c = 3×108 m/s).
- A) p ˜ 1,0×10?6 Pa
- B) p ˜ 1,33×10?6 Pa.
- C) p ˜ 5,0×10?6 Pa
- D) p ˜ 3,33×10?6 Pa
- E) p ˜ 2,67×10?6 Pa
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. P = 2,0 W, A = 0,010 m² e c = 3×10^8 m/s. A incidência é perpendicular e a reflexão é perfeita, então vale a fórmula p = 2I/c.
- Calcule a intensidade. I = P/A = 2,0 / 0,010 = 200 W/m².
- Calcule a pressão. p = 2I/c = 2 × 200 / (3×10^8) = 400 / (3×10^8) = 1,33×10^-6 Pa, que é o valor da alternativa B.
- Confira as demais. A alternativa A (1,0×10^-6 Pa) corresponde a um arredondamento grosseiro do resultado correto, que é 1,33×10^-6 Pa. A alternativa C (5,0×10^-6 Pa) não resulta de nenhuma aplicação correta de p = 2I/c com estes dados. A alternativa D (3,33×10^-6 Pa) é o valor de uma divisão mal feita, pois o resultado correto é menor que 1,5×10^-6 Pa. A alternativa E (2,67×10^-6 Pa) é o dobro do resultado correto, pois corresponde a usar 4I/c.
- Conclusão: a resposta correta é a alternativa B, em acordo com o gabarito oficial.
💡 Dica: Calcule a intensidade antes de aplicar a fórmula da pressão.
Alternativa por alternativa
O aluno calculou corretamente a ordem de grandeza, mas arredondou 1,33×10^-6 para 1,0×10^-6 Pa, perdendo precisão que a questão exige para diferenciar as alternativas.
I = P/A = 2,0/0,010 = 200 W·m?²; p = 2I/c = 2·200/(3×108) ˜ 400/3×108 ˜ 1,33×10?6 Pa.
O aluno errou o cálculo numérico ao aplicar a fórmula, obtendo um valor cinco vezes maior que o correto, sem conferir a ordem de grandeza final.
O aluno dividiu quando deveria multiplicar, ou errou a potência de dez ao operar com c, chegando a um valor próximo de 3,33×10^-6 Pa.
Por que engana: O aluno pode confundir a fórmula da pressão de radiação, aplicando incorretamente a relação entre potência e área, resultando em um valor de pressão incorreto.
O aluno aplicou o fator 2 duas vezes, usando p = 4I/c, na crença de que a reflexão dobra o efeito e de que a expressão já possui o fator 2 embutido.
Raio-X da questão
pressão de radiação
avaliacao
pressão de radiação · cálculo de intensidade
Revisar a relação entre potência, intensidade e pressão de radiação.
O aluno pode confundir a fórmula da pressão de radiação, aplicando incorretamente a relação entre potência e área, resultando em um valor de pressão incorreto.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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