Em um teste de laboratório realizado para avaliar os sinais recebidos por um sensor, uma estação emissora…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Investigar e discutir o uso indevido de conhecimentos das Ciências da Natureza na justificativa de processos de discriminação, segregação e privação de direitos individuais e coletivos, em diferentes contextos sociais e históricos, para promover a equidade e o respeito à diversidade.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em um teste de laboratório realizado para avaliar os sinais recebidos por um sensor, uma estação emissora isotrópica de reconhecimento radiométrico transmite potência eletromagnética de 0,200 W. Em um ambiente livre de obstáculos e sem considerar perdas adicionais, a energia emitida distribui-se uniformemente sobre uma superfície esférica centrada na estação. A equipe mede o sinal a 2,00 m da fonte e utiliza o modelo I = P/(4pr²), em que I é a irradiância, P é a potência emitida e r é a distância até a fonte. O relatório alerta que uma medida de irradiância informa a potência recebida por unidade de área, mas não identifica, isoladamente, a origem, a direção ou a intenção do sinal. Com base no texto e no modelo físico apresentado, qual alternativa calcula corretamente a irradiância a 2,00 m e interpreta adequadamente o que essa grandeza permite concluir sobre uma possível vigilância direcionada?
- A) A irradiância é I = 0,200/(2,00²) = 5,00×10^-2 W/m²; como o sinal foi detectado pelo sensor, o valor comprova que a emissão foi direcionada para ele.
- B) A irradiância é I = 0,200/(4π·2,00²) = 3,98×10^-3 W/m²; por ser uma medida obtida junto ao sensor, esse valor confirma uma vigilância direcionada.
- C) A irradiância é I = 0,200/(4π·2,00²) = 3,98×10^-3 W/m²; por si só, esse valor não comprova vigilância direcionada, pois a irradiância não informa isoladamente a direção nem a intenção do sinal.
- D) A irradiância é I = 0,200·4π·2,00² = 40,2 W/m²; como a potência foi espalhada pela esfera, esse resultado não permite afirmar que houve vigilância direcionada.
- E) A irradiância é I = 0,200/(4π·2,00) = 7,96×10^-3 W/m²; por depender da distância até a fonte, esse resultado demonstra que o emissor selecionou o sensor como alvo.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique o modelo. A estação é isotrópica, então a potência de 0,200 W se espalha uniformemente sobre uma esfera de raio r. A área dessa esfera é 4πr², e a irradiância é I = P/(4πr²). Passo 2: Substitua os dados. Com r = 2,00 m, r² = 4,00. Então I = 0,200/(4π·4,00) = 0,200/50,27, que resulta em aproximadamente 3,98×10^-3 W/m². Passo 3: Analise a interpretação. A irradiância é potência por unidade de área. O texto afirma que ela não identifica, isoladamente, a origem, a direção ou a intenção do sinal. Um valor de irradiância medido no sensor é compatível com uma emissão uniforme em todas as direções, então não comprova vigilância direcionada. Passo 4: Verifique as demais alternativas. A alternativa A usa 2,00² e esquece o fator 4π, e ainda conclui direcionamento, o que o modelo não permite. A alternativa B acerta o cálculo, mas conclui que a medida no sensor confirma vigilância direcionada, o que é uma inferência indevida. A alternativa D multiplica em vez de dividir pela área, obtendo 40,2 W/m², valor fisicamente incoerente com a diluição da potência. A alternativa E usa 4π·2,00 em vez de 4π·2,00², errando a potência da distância, e conclui que o emissor escolheu o alvo, algo que o modelo não demonstra. Passo 5: Conclusão. A alternativa C calcula corretamente a irradiância e interpreta bem seus limites, por isso o gabarito oficial está correto.
💡 Dica: Calcule a irradiância e analise a implicação da grandeza obtida.
Alternativa por alternativa
O aluno usa a área como 2,00² em vez de 4π·2,00² e acredita que a detecção pelo sensor prova que a emissão foi dirigida a ele.
O aluno calcula corretamente a irradiância, mas acredita que, por ser medida junto ao sensor, o valor confirma vigilância direcionada, confundindo localização da medida com intenção do emissor.
A área da esfera de raio r é 4πr². Portanto, I = P/(4πr²) = 0,200/[4π(2,00)²] = 0,200/(16π) ≈ 3,98×10^-3 W/m². Como a fonte é isotrópica, o modelo descreve uma distribuição uniforme em todas as direções. Além disso, a irradiância é apenas potência por unidade de área; seu valor, isoladamente, não permite concluir que o sinal seja direcionado para um alvo específico nem que exista intenção de vigilância.
O aluno multiplica a potência pela área da esfera em vez de dividir, obtendo 40,2 W/m², e isso o leva a uma conclusão correta sobre direcionamento por um cálculo errado.
O aluno escreve 4π·2,00 sem elevar a distância ao quadrado, e conclui que a dependência da distância demonstra que o emissor escolheu o sensor como alvo.
Raio-X da questão
irradiância e vigilância
avaliacao
cálculo de irradiância · potência e área
Revisar a fórmula da irradiância e suas aplicações em vigilância.
Confundir a fórmula da irradiância, aplicando incorretamente a potência sem considerar a área esférica.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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