Numa fissão ocorre perda de massa m = 3.0×10^-29 kg. Calcule a energia liberada E em joules e em MeV (use c =…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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
Numa fissão ocorre perda de massa m = 3.0×10^-29 kg. Calcule a energia liberada E em joules e em MeV (use c = 3.0×10^8 m/s e 1 MeV = 1.6×10^-13 J).
- A) E = 5 MeV
- B) E = 2.7×10^-12 J ˜ 17 MeV
- C) E = 1.36×10^-12 J
- D) E = 3.0×10^-12 J
- E) E = 6.0×10^-12 J
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique a relação relativística entre massa e energia, E = m c^2, que se aplica à energia liberada pela perda de massa na fissão.
- Calcule c^2 = (3.0×10^8)^2 = 9.0×10^16 m^2/s^2.
- Calcule a energia em joules: E = 3.0×10^-29 × 9.0×10^16 = 27×10^-13 = 2.7×10^-12 J.
- Converta para MeV dividindo pelo fator dado, 1 MeV = 1.6×10^-13 J: E = 2.7×10^-12 / 1.6×10^-13 = 16.875, ou seja, aproximadamente 17 MeV.
- Conclusão: a alternativa B está correta e coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: A tem valor em MeV que não corresponde ao cálculo; C usa a metade de m c^2, como se fosse uma energia cinética com v = c; D aproxima c^2 de 10^17, o que altera o resultado; E dobra m c^2, como se a energia fosse 2 m c^2.
💡 Dica: Use a fórmula E = mc² para calcular a energia liberada.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente errou a conversão de joules para MeV ou fez um arredondamento grosseiro, chegando a um valor inteiro sem refazer a divisão por 1.6×10^-13 J.
Por que engana: O aluno pode confundir a conversão de unidades, calculando a energia em joules mas não convertendo corretamente para MeV.
E = m·c^2 = 3.0×10^-29·(3.0×10^8)^2 = 2.7×10^-12 J; em MeV: 2.7×10^-12 / 1.6×10^-13 ˜ 17 MeV.
O aluno provavelmente usou E = (1/2) m c^2, fórmula de energia cinética, em vez da relação de Einstein E = m c^2.
O aluno provavelmente aproximou c^2 por 10^17 em vez de 9.0×10^16, o que gera 3.0×10^-12 J.
O aluno provavelmente entendeu que a energia liberada é o dobro de m c^2, por exemplo por considerar dois fragmentos ou aplicar um fator 2 sem justificativa.
Raio-X da questão
fissão nuclear
avaliacao
equação de Einstein · unidades de energia
Revisar a relação entre massa e energia na fissão nuclear.
O aluno pode confundir a conversão de unidades, calculando a energia em joules mas não convertendo corretamente para MeV.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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