Um dispositivo de estimulação transcraniana entrega potência P = 0,50 W concentrada em contato com o couro…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um dispositivo de estimulação transcraniana entrega potência P = 0,50 W concentrada em contato com o couro cabeludo sobre área A = 20,0 cm² durante t = 60,0 s. Calcule a densidade de potência I = P/A (W·m?²) e a energia E = P·t (J) depositadas no tecido.
- A) I = 125 W·m?² ; E = 15 J.
- B) I = 5000 W·m?² ; E = 0,50 J.
- C) I = 2,50×10^2 W·m?² ; E = 30,0 J.
- D) I = 5,00×10^2 W·m?² ; E = 60,0 J.
- E) I = 1,00×10^2 W·m?² ; E = 10,0 J.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Converta a área para metros quadrados. Como 1 m = 100 cm, 1 m² = 10000 cm², logo 20,0 cm² = 20,0 x 10^-4 m² = 2,0 x 10^-3 m². Passo 2: Calcule a densidade de potência I = P/A = 0,50 / (2,0 x 10^-3) = 250 W/m² = 2,50 x 10^2 W/m². Passo 3: Calcule a energia E = P x t = 0,50 x 60,0 = 30,0 J. Passo 4: Compare com as alternativas. A alternativa C traz I = 2,50 x 10^2 W/m² e E = 30,0 J, que coincidem com o resultado obtido. Passo 5: Por que as outras estão erradas: A traz I = 125 W/m², que corresponde a uma área dobrada, e E = 15 J, que corresponde a um tempo reduzido pela metade; B confunde a conversão de cm² para m² e tem E = 0,50 J, que é o próprio valor de P; D tem I = 5,00 x 10^2 W/m², que corresponde a uma área de 10 cm², e E = 60,0 J, que é o valor do tempo, esquecendo de multiplicar pela potência; E tem I = 1,00 x 10^2 W/m², que corresponde a uma área de 50 cm², e E = 10,0 J, que corresponde a um tempo de 20 s. Conclusão: o gabarito oficial C está correto.
💡 Dica: Calcule a densidade de potência e a energia usando as fórmulas dadas.
Alternativa por alternativa
Provavelmente usou uma área maior que a real (cerca de 40 cm², o dobro) para obter I = 125 W/m² e, na energia, usou tempo de 30 s em vez de 60 s, obtendo 15 J.
Errou a conversão de cm² para m² na área, o que distorce a densidade de potência, e na energia trocou a multiplicação P x t, chegando a 0,50 J, valor que é igual à própria potência.
A = 20,0 cm² = 2,00×10?³ m². I = P/A = 0,50 / 2,00×10?³ = 250 W·m?². E = P·t = 0,50·60,0 = 30,0 J. Fórmulas usadas: I = P/A (W·m?²), E = P·t (J).
Calculou a área como 10 cm² (metade do valor dado) para obter I = 500 W/m² e, na energia, apresentou apenas o tempo de 60 s, esquecendo de multiplicar pela potência.
Por que engana: Confundir a unidade de área ao calcular a densidade de potência, não convertendo cm² para m² corretamente.
Usou uma área de cerca de 50 cm² para chegar a I = 100 W/m² e, na energia, usou um tempo de 20 s em vez de 60 s, resultando em E = 10,0 J.
Raio-X da questão
densidade de potência e energia
avaliacao
cálculo de densidade de potência · cálculo de energia
Revisar as fórmulas de densidade de potência e energia em física.
Confundir a unidade de área ao calcular a densidade de potência, não convertendo cm² para m² corretamente.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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