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Física2ª sérieBNCC EM13CNT102Fácil⏱ medio

Em uma pesquisa sobre a influência da temperatura na conservação de tecidos vegetais, pesquisadores mediram um…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT102

Realizar previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos de sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu funcionamento, considerando também o uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no apoio à construção dos protótipos.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Em uma pesquisa sobre a influência da temperatura na conservação de tecidos vegetais, pesquisadores mediram um segmento reto de caule mantido em laboratório. O segmento apresentava comprimento inicial L0 = 0,500 m a 20 °C. Para estimar sua variação dimensional entre 20 °C e 50 °C, foi adotado, para esse tecido vegetal, o coeficiente de dilatação linear a = 1,2 × 10?4 °C?¹. Nesse intervalo, considere válida a relação ?L = a · L0 · ?T, em que ?T é a variação de temperatura, e despreze outros efeitos biológicos. Com base no texto, determine o novo comprimento L do segmento de caule, em metros, após o aquecimento até 50 °C.

  1. A) L = 0,4982 m
  2. B) L = 0,5180 m
  3. C) L = 0,5036 m
  4. D) L = 0,5018 m
  5. E) L = 0,5072 m

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

  1. Identificar os dados. L0 = 0,500 m, a = 1,2 × 10^-4 °C^-1, temperatura inicial de 20 °C e final de 50 °C.
  2. Calcular a variação de temperatura. ΔT = 50 - 20 = 30 °C.
  3. Calcular a variação de comprimento pela relação dada. ΔL = a · L0 · ΔT = 1,2 × 10^-4 × 0,500 × 30 = 1,8 × 10^-3 m = 0,0018 m.
  4. Calcular o novo comprimento. L = L0 + ΔL = 0,500 + 0,0018 = 0,5018 m.
  5. Conferir com as alternativas. A resposta correta é a D, que coincide com o gabarito oficial.
  6. Por que as outras estão erradas. A alternativa A subtrai a dilatação, como se o caule encolhesse, o que contraria o aquecimento. A alternativa B usa 10^-3 em vez de 10^-4 no coeficiente, gerando uma dilatação dez vezes maior. A alternativa C usa uma variação de temperatura de 60 °C em vez de 30 °C. A alternativa E usa um produto que resulta em dilatação de 0,0072 m, valor que não corresponde a a · L0 · ΔT com os dados do enunciado.

💡 Dica: Aplique a fórmula de dilatação linear para encontrar o novo comprimento.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Atençãoa que mais engana

O aluno subtraiu a variação de comprimento do comprimento inicial, interpretando o aquecimento como encolhimento do segmento.

Por que engana: Confundir a fórmula da dilatação linear e aplicar incorretamente os valores de temperatura e comprimento inicial.

B Erradaerro: Procedimental

O aluno leu ou digitou o coeficiente como 1,2 × 10^-3, multiplicando a dilatação por dez, e obteve ΔL = 0,018 m.

C Erradaerro: Procedimental

O aluno calculou corretamente a forma da relação, mas usou ΔT = 60 °C, por exemplo dobrando a variação de temperatura ou somando valores incorretos, o que gerou ΔL = 0,0036 m.

D Correta

A variação de temperatura é ΔT = 50 − 20 = 30 °C. Assim, ΔL = 1,2 × 10⁻⁴ · 0,500 · 30 = 0,0018 m. Portanto, o novo comprimento é L = L₀ + ΔL = 0,500 + 0,0018 = 0,5018 m.

E Erradaerro: Procedimental

O aluno errou o produto da relação ΔL = a · L0 · ΔT, obtendo 0,0072 m de dilatação, o que equivale a multiplicar por 120 em vez de 0,5 × 30 = 15 (ou seja, uso incorreto dos fatores).

Raio-X da questão

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

dilatação linear

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

dilatação linear · coeficiente de dilatação

📚 Reveja

Revisar a fórmula da dilatação linear e suas aplicações.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a fórmula da dilatação linear e aplicar incorretamente os valores de temperatura e comprimento inicial.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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