Em 20 de maio de 2019, as unidades de base do Sistema Internacional de Unidades (SI) passaram a ser definidas…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em 20 de maio de 2019, as unidades de base do Sistema Internacional de Unidades (SI) passaram a ser definidas a partir de valores exatos de algumas constantes físicas. Entre elas, está a constante de Planck h, que relaciona a energia E de um fóton (quanta de radiação eletromagnética) com a sua frequência f na forma E = hf. A unidade da constante de Planck em termos das unidades de base do SI (quilograma, metro e segundo) é: [FUVEST 2020 - Questão 70] FUVEST - 2020
- A) kg m²/s
- B) kg s/m²
- C) m²s/kg
- D) kg s/m
- E) kg m²/s³
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- A relação dada é E = hf, portanto h = E/f. Assim, a unidade de h é a unidade de energia dividida pela unidade de frequência. Passo 2: No SI, a energia é medida em joule, e o joule equivale a kg m²/s² (pois joule = newton x metro, e newton = kg m/s²). Passo 3: A frequência é medida em hertz, que equivale a 1/s (um ciclo por segundo). Passo 4: Dividir a unidade de energia pela de frequência fornece (kg m²/s²) / (1/s) = kg m²/s² x s = kg m²/s. Passo 5: Portanto a unidade da constante de Planck é kg m²/s, alternativa A. Passo 6: A alternativa B está errada porque apresenta s no numerador e m² no denominador, o que é a inversão da dependência correta em relação ao metro e ao segundo. Passo 7: A alternativa C está errada porque é exatamente o inverso de kg m²/s, resultado de dividir a frequência pela energia em vez do contrário. Passo 8: A alternativa D está errada porque perde o quadrado do metro, indicando erro na unidade de energia usada no cálculo. Passo 9: A alternativa E está errada porque kg m²/s³ equivale a multiplicar energia por frequência, e não dividir, o que corresponde a usar a relação com o sinal trocado.
💡 Dica: Use a relação dimensional da energia e da frequência para encontrar a unidade da constante de Planck.
Alternativa por alternativa
É a resposta que o enunciado sustenta.
O aluno inverte os expoentes das unidades de base ao montar a divisão, trocando o papel do metro e do segundo, e assim chega a kg s/m² como se a constante fosse dada por uma relação com o segundo no numerador.
O aluno divide a frequência pela energia (f/E) em vez de E/f, o que inverte todas as potências e produz m²s/kg, o inverso da unidade correta.
O aluno usa uma unidade de energia incorreta, sem o quadrado do metro, e depois divide pela frequência, o que leva a kg s/m por erro na montagem das potências.
O aluno multiplica a energia pela frequência, em vez de dividir, e acumula um segundo a mais no denominador, obtendo kg m²/s³.
Raio-X da questão
unidade constante de Planck
avaliacao
unidade de medida de energia · frequência e energia de fótons
Revisar análise dimensional e unidades do SI.
Confundir as unidades de energia com as de frequência, resultando em uma escolha incorreta.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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