Física2ª sérieBNCC EM13CNT103Fácil⏱ medio

Durante uma inspeção de segurança em uma escola, estimou-se que um forno de micro-ondas emitia, de modo…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT103

Utilizar o conhecimento sobre as radiações e suas origens para avaliar as potencialidades e os riscos de sua aplicação em equipamentos de uso cotidiano, na saúde, no ambiente, na indústria, na agricultura e na geração de energia elétrica.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Durante uma inspeção de segurança em uma escola, estimou-se que um forno de micro-ondas emitia, de modo isotrópico, uma potência de 0,50 W para o ambiente. Para uma fonte que distribui igualmente sua potência em todas as direções, o fluxo de potência a uma distância r pode ser calculado por S = P/(4pr²), em que S é dado em W/m². Considere p = 3,14 e r = 2,0 m. Com base nos dados do texto, qual é aproximadamente o fluxo de potência produzido pelo vazamento do forno à distância de 2,0 m?

A) S = 2,51 × 10¹ W/m².
B) S = 1,25 × 10⁻¹ W/m².
C) S = 9,95 × 10⁻³ W/m².
D) S = 1,99 × 10⁻² W/m².
E) S = 3,98 × 10⁻² W/m².

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

Identifique os dados. A potência isotrópica é P = 0,50 W, a distância é r = 2,0 m e p = 3,14. A fórmula dada é S = P/(4pr²).
Calcule o denominador. r² = 2,0² = 4,0. Então 4 × p × r² = 4 × 3,14 × 4,0 = 50,24.
Divida a potência pelo denominador. S = 0,50 / 50,24 = 0,00995 W/m².
Escreva em notação científica. S = 9,95 × 10^-3 W/m², que é a alternativa C. Assim, o gabarito oficial está correto e coincide com o resultado obtido sem consultá-lo.
Por que as outras estão erradas. A) multiplicou a potência pelo denominador em vez de dividir. B) considerou apenas o fator 4 e ignorou p e r². D) usou r em vez de r², obtendo 0,5/25,12. E) ignorou completamente a distância, usando apenas 4p = 12,56.

💡 Dica: Aplique a fórmula S = P/(4πr²) para encontrar a intensidade.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimentala que mais engana

O aluno inverteu a operação e multiplicou a potência pelo termo 4pr² (0,50 × 50,24 = 25,1) em vez de dividir, o que faria o fluxo crescer com a distância.

Por que engana: Confundir a relação entre potência e intensidade, aplicando incorretamente a fórmula do fluxo de potência.

B Erradaerro: Procedimental

O aluno calculou apenas 0,50/4, ignorando o fator p e o termo r² da fórmula, como se a distância não influenciasse o resultado.

C Correta

Substituindo os valores na expressão, obtém-se S = 0,50/[4 · 3,14 · (2,0)²] = 0,50/50,24 ≈ 9,95 × 10⁻³ W/m².

D Erradaerro: Atenção

O aluno usou r = 2,0 em vez de r² = 4,0 no denominador, obtendo 0,50/(4 × 3,14 × 2,0) = 0,0199. Trata-se de um erro na elevação ao quadrado.

E Erradaerro: Conceitual

O aluno ignorou a distância r e usou apenas 4p no denominador (0,50/12,56 = 0,0398), o que indica que não entendeu que a intensidade do fluxo diminui com o quadrado da distância.

Raio-X da questão

Dificuldade Fácil

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade unica

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 desafio

🎯 Conceito central

fluxo de potência

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

lei do inverso do quadrado · unidades de medida SI

📚 Reveja

Revisar a fórmula do fluxo de potência em superfícies esféricas.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a relação entre potência e intensidade, aplicando incorretamente a fórmula do fluxo de potência.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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