Um flash de câmera usado em transmissão ao vivo de uma luta libera energia E = 12 J em um pulso de duração ?t…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais, tecnologias e possíveis soluções para as demandas que envolvem a geração, o transporte, a distribuição e o consumo de energia elétrica, considerando a disponibilidade de recursos, a eficiência energética, a relação custo/benefício, as características geográficas e ambientais, a produção de resíduos e os impactos socioambientais e culturais.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um flash de câmera usado em transmissão ao vivo de uma luta libera energia E = 12 J em um pulso de duração ?t = 2,0×10?³ s. (a) Calcule a potência média P do pulso usando P = E/?t. (b) Estime a intensidade I a 1,0 m da fonte assumindo radiação isotrópica: I = P/(4pr²). Use SI.
- A) P = 6 W; I = 100 W·m?²
- B) P = 6,0×10³ W; I = 6,0×10³/(4p·1,0²) ˜ 4,78×10² W·m?².
- C) P = 20 J; I = 6,0 W·m?²
- D) P = 12 W; I = 1,94 W·m?²
- E) P = 3 J; I = 1,0×104 W·m?²
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Dados: E = 12 J, duração do pulso Delta t = 2,0x10^-3 s e distância r = 1,0 m. Passo 2: Potência média: P = E / Delta t = 12 / (2,0x10^-3) = 6,0x10^3 W. Passo 3: Intensidade a 1,0 m, com radiação isotrópica: I = P / (4 pi r^2) = 6,0x10^3 / (4 pi x 1,0^2) = 6,0x10^3 / 12,57 = aproximadamente 4,77x10^2 W/m^2. Passo 4: Comparação com o gabarito: a alternativa B está correta. O valor 4,78x10^2 aparece porque se usou pi aproximadamente 3,14, o que é diferença de arredondamento. Passo 5: Por que as outras estão erradas: a alternativa A divide 12 por 2 sem considerar o fator 10^-3 do tempo; a C confunde potência com energia ao escrever P em joules; a D usa o valor da energia como se fosse potência, ignorando o tempo; a E tem unidade errada para potência (J) e intensidade que não corresponde ao cálculo.
💡 Dica: Calcule a potência e depois a intensidade usando as fórmulas dadas.
Alternativa por alternativa
Esqueceu que 2,0x10^-3 s é um valor muito menor que 2 s e dividiu 12 por 2, ignorando a potência de dez do tempo. A intensidade de 100 W/m^2 também não resulta de P/(4 pi r^2) com esse P.
Por que engana: Confundir a fórmula da potência média com a fórmula da energia, resultando em um valor incorreto para P.
P = E/?t = 12 J / 2,0×10?³ s = 6,0×10³ W. Com r = 1,0 m, I = P/(4pr²) = 6,0×10³ /(4p·1²) ˜ 4,78×10² W·m?².
Acredita que a potência deve ter unidade de energia (J) e não percebe que potência é energia por unidade de tempo. O valor 6,0 W/m^2 indica que o aluno também não aplicou corretamente a divisão por 4 pi r^2.
Tomou a energia de 12 J diretamente como potência, ignorando que o pulso dura apenas 2,0x10^-3 s. Isso mostra falta de domínio do conceito de potência média como E/Delta t.
Trocou a unidade de potência por joules e apresentou uma intensidade muito maior que a obtida pela fórmula, sem fazer o cálculo com os dados do enunciado. Provavelmente errou o cálculo do tempo ou a divisão por 4 pi r^2.
Raio-X da questão
potência e intensidade
avaliacao
potência média · intensidade de radiação
Revisar as fórmulas de potência e intensidade em radiação.
Confundir a fórmula da potência média com a fórmula da energia, resultando em um valor incorreto para P.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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