Dados os diâmetros de partículas: 120 nm, 350 nm, 800 nm, 1,5 µm e 2,0 µm. a) Converta todos para micrômetros…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Resolver e elaborar problemas, em diferentes contextos, que envolvem cálculo e interpretação das medidas de tendência central (média, moda, mediana) e das medidas de dispersão (amplitude, variância e desvio padrão).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Dados os diâmetros de partículas: 120 nm, 350 nm, 800 nm, 1,5 µm e 2,0 µm. a) Converta todos para micrômetros (µm). b) Calcule a variância populacional s² em µm² usando s²=(1/N)?(xi-µ)². Apresente resultados em notação científica.
- A) s² = 0.2 µm²
- B) 0.120, 0.350, 0.800, 1.500, 2.000 µm; b) s² = 4.95×10^-1 µm²
- C) 0.500 µm
- D) 0.25 µm²
- E) s² = 1.0 µm²
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Converter para micrômetros usando 1 nm = 0,001 µm. 120 nm = 0,120 µm; 350 nm = 0,350 µm; 800 nm = 0,800 µm; 1,5 µm e 2,0 µm permanecem iguais. Essa é a parte (a) e coincide com o texto da alternativa B.
- Calcular a média (µ). A soma é 0,120 + 0,350 + 0,800 + 1,5 + 2,0 = 4,77 µm, e a média é 4,77 / 5 = 0,954 µm.
- Calcular os desvios (xi - µ) e seus quadrados. Para 0,120: -0,834 e 0,695556. Para 0,350: -0,604 e 0,364816. Para 0,800: -0,154 e 0,023716. Para 1,5: 0,546 e 0,298116. Para 2,0: 1,046 e 1,094116.
- Somar os quadrados: 0,695556 + 0,364816 + 0,023716 + 0,298116 + 1,094116 = 2,47632 µm².
- Dividir pela quantidade N = 5: s² = 2,47632 / 5 = 0,495264 µm², que em notação científica é 4,95×10^-1 µm².
- Conclusão. O resultado confere com a alternativa B, que é o gabarito oficial, e eu cheguei a ele por conta própria. Por que as outras estão erradas: A) 0,2 µm² não corresponde ao cálculo com a média correta de 0,954 µm. C) 0,500 µm não é a variância e não sai de nenhum passo do cálculo. D) 0,25 µm² está distante do valor real de 0,4953 µm². E) 1,0 µm² superestima a dispersão, pois parte de uma média errada.
💡 Dica: Converta os diâmetros antes de calcular a variância.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente arredondou ou estimou a dispersão a partir de poucos valores, sem somar corretamente todos os quadrados dos desvios em relação à média de 0,954 µm.
Por que engana: O aluno pode confundir a conversão de nanômetros para micrômetros, resultando em valores incorretos para a variância.
Converter nm para µm dividindo por 1000. Média µ=0.954 µm. Soma quadrados=2.47632; s²=(1/5)·2.47632=0.495264˜4.95×10^-1 µm².
O aluno pode ter lido 1,5 µm como 0,5 µm ou confundido a resposta da parte (a) com a da parte (b), dando um valor de conversão em vez da variância em µm².
O aluno provavelmente confundiu a variância com o quadrado de uma diferença típica (por exemplo, 0,5² = 0,25), sem somar os quadrados de todos os desvios da média.
O aluno provavelmente usou uma média aproximada de 1,0 µm, o que altera todos os desvios, ou tomou a dispersão como uma unidade inteira sem fazer o cálculo.
Raio-X da questão
variância populacional
avaliacao
conversao de unidades · calculo de variancia
Revisar conversão de unidades e cálculo de variância.
O aluno pode confundir a conversão de nanômetros para micrômetros, resultando em valores incorretos para a variância.
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pensamento_critico
cientifico
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