No Meridiano de 45° N, compare a irradiância solar no meio-dia local entre o equinócio e o solstício de verão…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
No Meridiano de 45° N, compare a irradiância solar no meio-dia local entre o equinócio e o solstício de verão (obliquidade e = 23,5°). Use I ? S0·cos(z); ângulo z = latitude - declinação. Calcule a razão I_solstício / I_equinócio.
- A) A razão I_solstício / I_equinócio é 1,5, pois a Terra está mais próxima do Sol no solstício.
- B) A razão I_solstício / I_equinócio é 0,8, pois a irradiância diminui no solstício.
- C) A declinação no solstício é 45°, então z no solstício seria zero.
- D) A razão entre irradiâncias é 1, todos os ângulos são iguais em qualquer estação.
- E) ˜1,32 (ou 32% maior no solstício).
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Equinócio: a declinação solar é 0°. Como z = latitude - declinação, z = 45° - 0° = 45°. Logo I_equinócio = S0·cos(45°) = S0·0,7071.
- Solstício de verão no Hemisfério Norte: a declinação é 23,5°. Então z = 45° - 23,5° = 21,5°. Logo I_solstício = S0·cos(21,5°) = S0·0,9304.
- Razão: I_solstício / I_equinócio = cos(21,5°) / cos(45°) = 0,9304 / 0,7071 ≈ 1,316, ou seja, aproximadamente 1,32.
- Isso significa que, no meio-dia local, a irradiância no solstício de verão é cerca de 32% maior que no equinócio, pois o Sol fica mais alto no céu (z menor) e a radiação incide de forma mais perpendicular à superfície. O resultado confirma o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: (A) a razão 1,5 não resulta do cálculo, e a distância Terra-Sol não é a causa da variação sazonal; (B) a irradiância aumenta no solstício de verão, não diminui; (C) a declinação de 45° não ocorre aqui, pois a declinação máxima é 23,5°, e z não seria zero; (D) os ângulos z mudam entre as estações, por isso a razão não é 1.
💡 Dica: Calcule a declinação solar para cada data antes de aplicar a fórmula.
Alternativa por alternativa
Acredita que a variação sazonal se deve à proximidade da Terra ao Sol no solstício de verão, e que a razão seria 1,5 sem cálculo com z.
Por que engana: Confundir a relação entre a distância da Terra ao Sol e a variação da irradiância solar nas diferentes estações do ano.
Supõe que a irradiância diminui no solstício de verão, talvez por associar o verão a dias mais curtos ou por inverter a relação entre ângulo zenital e cosseno.
Confunde a declinação solar com a latitude, usando 45° como declinação no solstício, o que daria z = 0 e iluminação perpendicular, mas a declinação máxima é 23,5°.
Imagina que o ângulo zenital é igual em todas as estações, ignorando que a declinação solar muda ao longo do ano e altera z.
Declinação no solstício d = 23,5° ? z_sol = 45°-23,5°=21,5°. No equinócio d=0 ? z_eq=45°. Razão = cos21,5°/cos45° ˜0,930/0,707˜1,315 ˜1,32.
Raio-X da questão
irradiância solar
avaliacao
cálculo de irradiância solar · declinação solar
Revisar os conceitos de declinação solar e cálculo de irradiância.
Confundir a relação entre a distância da Terra ao Sol e a variação da irradiância solar nas diferentes estações do ano.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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