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FísicaENEMBNCC EM13CNT205Difícil⏱ longo

Um hidrofone foi calibrado e detecta vocalizações de um peixe com probabilidade p = 0,60 ± 0,05 por evento. Em…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT205

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

Um hidrofone foi calibrado e detecta vocalizações de um peixe com probabilidade p = 0,60 ± 0,05 por evento. Em T = 1000 h de monitoramento foram registrados n_obs = 300 vocalizações. Estime a taxa real de eventos por hora e sua incerteza, descreva o método de estimação e discuta limites e pressupostos do procedimento.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Resposta-modelo: Supondo que cada evento é detectado independentemente com prob. p, o número verdadeiro de eventos N_true satisfaz n_obs ˜ p·N_true, logo a taxa estimada R = N_true/T ˜ n_obs/(p·T). Com n_obs=300, p=0,60, T=1000 h ? R = 300/(0,60·1000) = 0,50 eventos/h. Incertidão: contegem assume Poisson s_n = vn_obs = v300 ˜ 17,32. Propagação combinando incertezas de n_obs e p: s_R/R = sqrt((s_n/n_obs)² + (s_p/p)²) com s_p = 0,05. Assim s_n/n_obs = 17,32/300 = 0,0577; s_p/p = 0,05/0,60 = 0,0833; combinação ? s_R/R = sqrt(0,0577²+0,0833²) = 0,1014. Logo s_R = 0,50·0,1014 ˜ 0,051 eventos/h. Resultado: R = 0,50 ± 0,05 eventos/h (1s). Discussão: pressuposição-chave é independência e constância de p no tempo e no espaço; mudanças na distância, ruído de fundo ou comportamento animal alteram p. Erros sistemáticos (falsos positivos, detecções perdidas) não são cobertos pela propagação simples e exigem calibração adicional. Para reduzir incerteza: aumentar T e n_obs, melhorar calibração de p (reduzir s_p), usar controle experimental para avaliar falsos positivos, ou modelagem bayesiana para incorporar incertezas prévias. Ao relatar resultados deve-se explicitar método, pressupostos, e limites de inferência para decisões de conservação.

Explicação

A explicação apresenta um método rigoroso para estimar a taxa de eventos, utilizando a relação entre as vocalizações observadas, a probabilidade de detecção e o tempo de monitoramento. A análise de incertezas é feita de forma apropriada, considerando tanto a variabilidade das observações quanto a incerteza na probabilidade de detecção. A discussão sobre pressupostos e limitações é essencial, pois reconhece fatores que podem afetar a precisão dos resultados e sugere maneiras de melhorar a confiabilidade das estimativas.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil
Bloom Criar
Leitura alto
Discriminação alto
Peso pedagógico alto
Autonomia do enunciado completo
Cobertura da habilidade multipla
🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ interpretativa🧩 desafio
🎯 Conceito central

taxa de eventos

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

estatística básica · análise de dados

📚 Reveja

Revisar métodos de estimação e incertezas em medições.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir a taxa de eventos com a probabilidade de detecção, não considerando a relação entre os dois conceitos na estimativa.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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