A energia irradiada pelo Sol provém da conversão de massa em energia durante reações de fusão de núcleos de…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar a evolução estelar associando-a aos modelos de origem e distribuição dos elementos químicos no Universo, compreendendo suas relações com as condições necessárias ao surgimento de sistemas solares e planetários, suas estruturas e composições e as possibilidades de existência de vida, utilizando representações e simulações, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
A energia irradiada pelo Sol provém da conversão de massa em energia durante reações de fusão de núcleos de hidrogênio para produzir núcleos de hélio. Atualmente, essas reações permitem ao Sol emitir radiação luminosa a uma potência de aproximadamente 4 x 10^26 W. Supondo que essa potência tenha sido mantida desde o nascimento do Sol, cerca de 5 x 10^9 anos atrás, a massa correspondente àquela perdida pelo Sol até hoje é mais próxima de [FUVEST 2021 - Questão 55] FUVEST - 2021
- A) 10^7 kg.
- B) 10^17 kg.
- C) 10^27 kg.
- D) 10^37 kg.
- E) 10^47 kg.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. Potência P = 4 x 10^26 W (energia por segundo) e tempo t = 5 x 10^9 anos. A relação a usar é a de Einstein, E = m c^2, em que c = 3 x 10^8 m/s.
- Converta o tempo para segundos. Um ano tem cerca de 3,15 x 10^7 s, logo t = 5 x 10^9 x 3,15 x 10^7 = 1,6 x 10^17 s (aproximadamente 1,575 x 10^17 s).
- Calcule a energia total emitida: E = P x t = 4 x 10^26 x 1,6 x 10^17 = 6,4 x 10^43 J (aproximadamente 6 x 10^43 J).
- Calcule a massa correspondente: m = E / c^2 = 6 x 10^43 / (9 x 10^16) = aproximadamente 7 x 10^26 kg.
- Compare com as alternativas. O valor 7 x 10^26 kg está mais próximo de 10^27 kg (alternativa C), que é a resposta correta e coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. A (10^7 kg) erra por dezenas de ordens de grandeza. B (10^17 kg) fica muito abaixo do valor obtido. D (10^37 kg) e E (10^47 kg) ficam muito acima, o que indica erro de unidades ou de operação.
💡 Dica: Use a relação E=mc² para calcular a massa perdida a partir da energia irradiada.
Alternativa por alternativa
Provavelmente errou a conversão de unidades ou as potências de dez ao montar a conta, perdendo muitas ordens de grandeza no resultado final.
Provavelmente calculou a energia corretamente, mas usou um fator de conversão errado no lugar de c^2 (por exemplo, dividindo por um valor próximo de 10^9 em vez de 9 x 10^16), o que deixa a massa cerca de dez ordens de grandeza abaixo do valor real.
Por que engana: O aluno pode confundir a quantidade de energia emitida com a quantidade de massa perdida, não aplicando corretamente a relação entre massa e energia.
CORRETA. A massa calculada está de acordo com a energia emitida pelo Sol.
Provavelmente errou na conversão do tempo ou em uma potência de dez intermediária, acrescentando ordens de grandeza extras à energia ou à massa final.
Provavelmente inverteu a relação E = m c^2 e multiplicou a energia por c^2 em vez de dividir, além de propagar um erro de potências, o que gera uma massa muito maior que a real.
Raio-X da questão
conversão massa-energia, fusão solar
avaliacao
conversão massa-energia · fusão nuclear
Revisar a relação entre energia e massa na física moderna, especialmente E=mc².
O aluno pode confundir a quantidade de energia emitida com a quantidade de massa perdida, não aplicando corretamente a relação entre massa e energia.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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