Uma reportagem afirma: “Uma vela solar de área A = 100 m² com massa por unidade de área s = 0,10 kg/m² atinge…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Comunicar, para públicos variados, em diversos contextos, resultados de análises, pesquisas e/ou experimentos, elaborando e/ou interpretando textos, gráficos, tabelas, símbolos, códigos, sistemas de classificação e equações, por meio de diferentes linguagens, mídias, tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC), de modo a participar e/ou promover debates em torno de temas científicos e/ou tecnológicos de relevância sociocultural e ambiental.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Uma reportagem afirma: “Uma vela solar de área A = 100 m² com massa por unidade de área s = 0,10 kg/m² atinge aceleração a = 0,10 m/s² sob irradiância solar I = 1360 W/m² na órbita da Terra”. Usando pressão de radiação para reflexão perfeita p = 2I/c (c = 3×10^8 m/s) e unidades SI, avalie a veracidade da afirmação: calcule a aceleração real e discuta pressupostos.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Cálculo: p = 2I/c = 2·1360/(3×10^8) = 2,720/(3×10^8) ˜ 9,07×10?6 N/m². Força sobre a vela F = p·A = 9,07×10?6·100 = 9,07×10?4 N. Massa total m = s·A = 0,10·100 = 10 kg. Aceleração a = F/m = 9,07×10?4/10 ˜ 9,07×10?5 m/s². Comparação: 9,07×10?5 m/s² << 0,10 m/s² (diferença ˜ 1100×). Discussão: cálculo assumiu reflexão perfeita, vela perfeitamente orientada e ausência de outras forças (gravidade, arrasto, torques, estrutura). Mesmo com reflexão perfeita e sem perdas a aceleração real é muito menor; portanto a afirmação é implausível.
Explicação
O cálculo da pressão de radiação e da força sobre a vela demonstra que a aceleração resultante é muito menor do que a afirmada, evidenciando a discrepância entre os valores. A análise considera pressupostos ideais, como reflexão perfeita e ausência de outras forças, que não refletem a realidade do ambiente espacial. Assim, a diferença significativa nas acelerações indica que a afirmação original é irrealista.
Raio-X da questão
pressão de radiação
avaliacao
pressão de radiação · aceleração e força
Revisar a relação entre pressão de radiação e aceleração em vela solar.
O aluno pode confundir a pressão de radiação com a força resultante, não aplicando corretamente a relação entre pressão, área e aceleração.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
Questões parecidas com resolução
- Dois painéis planos, ambos de área 0,50 m², são expostos à mesma irradiância solar I = 900 W·m?² e ao mesmo ar (T_air =…
- Um laser de potência P = 100 W incide perpendicularmente sobre uma vela refletora ideal (reflexão perfeita). Calcule a…
- DESCRITIVO: Você deve recomendar um material de cobertura para proteger um equipamento sensível que não pode exceder 50…
- Um espelho quadrado perfeitamente refletor, lado L = 0,20 m e massa m = 0,50 kg, está livre para deslizar sem atrito…
- Em um eclipse solar parcial a fração da área aparente do Sol bloqueada pela Lua é f_b=0,60. Admitindo brilho uniforme do…
- Uma placa horizontal de área 1,00 m², absortividade a = 0,70 e emissividade e = 0,85 está exposta à irradiância solar I…
🔎 Procurar outra questão
Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.
Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog