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Física1ª sérieBNCC EM13CNT103Fácil⏱ medio

Dados ilustrativos: uma startup desenvolveu um serviço de internet residencial via satélite que utiliza…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT103

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

Dados ilustrativos: uma startup desenvolveu um serviço de internet residencial via satélite que utiliza antenas autorizadas a operar na faixa de micro-ondas em 12 GHz. A empresa afirma que a radiação emitida pelas antenas não representa risco à saúde, pois a energia não é ionizante e a potência de transmissão é de apenas 10 W, distribuída em feixe estreito de 1 grau de abertura, a 1 km de distância. Pesquisadores discordam, apontando que exposições prolongadas acima de 0,1 W/m² podem causar efeitos térmicos em tecidos superficiais. Analise o texto-base e identifique qual argumento fundamenta corretamente a defesa da startup com base em conceitos de eletromagnetismo e radiação.

  1. A) A baixa potência de 10 W impede qualquer aumento de temperatura nos tecidos humanos
  2. B) A frequência de 12 GHz interage apenas com elétrons livres, sem depositar energia em moléculas orgânicas
  3. C) O uso de micro-ondas não causa ionização porque cada fóton tem energia muito inferior a 1 eV
  4. D) A radiação de 12 GHz é não ionizante e, com feixe estreito, reduz a densidade de potência no entorno
  5. E) A distância de 1 km elimina completamente a radiação no local da residência do usuário

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

  1. Identifique o que a questão pede. Ela quer o argumento que fundamenta corretamente a defesa da startup com base em eletromagnetismo e radiação, ou seja, um argumento físico que sustente a afirmação de que não há risco. Passo 2: Verifique a energia do fóton em 12 GHz. Usando E = h·f, com h ≈ 4,14 × 10^-15 eV·s, obtemos E ≈ 5 × 10^-5 eV, muito abaixo de 1 eV. Logo, a radiação é não ionizante. Passo 3: Avalie a densidade de potência. A potência de 10 W está concentrada em um feixe de cerca de 1 grau de abertura. A 1 km, o raio do feixe é de aproximadamente 8,7 m, o que dá uma área da ordem de 240 m². Uma estimativa grosseira (ignorando ganho da antena e lóbulos laterais) resulta em densidade média de cerca de 0,04 W/m², abaixo do limite de 0,1 W/m² citado pelos pesquisadores, desde que a residência esteja fora do feixe. Passo 4: Compare com o gabarito. A alternativa D reúne os dois fatos corretos: a radiação é não ionizante e o feixe estreito reduz a densidade de potência fora do eixo. Ela é a melhor escolha, embora seja incompleta: não ionizante não garante ausência de efeito térmico, e a defesa só vale se a densidade no local real ficar abaixo do limite. Passo 5: Por que as outras estão erradas. A está errada porque a potência total baixa não impede aquecimento, que depende da densidade de potência absorvida. B está errada porque micro-ondas interagem com moléculas polares, como a água, e é assim que aquecem alimentos. C é verdadeira em termos físicos, mas não responde ao risco térmico apontado pelos pesquisadores, sendo um argumento irrelevante para a discussão. E está errada porque a intensidade de uma onda diminui com a distância, mas não se anula, e o feixe continua existindo no espaço.

💡 Dica: Analise os conceitos de radiação não ionizante e densidade de potência para justificar a defesa da startup.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Conceituala que mais engana

Supõe que, por ser pequena, a potência total de 10 W não consegue aquecer tecidos, ignorando que o efeito térmico depende da densidade de potência e do tempo de exposição.

Por que engana: Confundir potência total com densidade de potência ou acreditar que micro-ondas causam ionização.

B Erradaerro: Conceitual

Acredita que micro-ondas interagem apenas com elétrons livres e não transferem energia às moléculas orgânicas, desconhecendo o aquecimento por rotação de moléculas polares como a água.

C Erradaerro: Conceitual

Confunde ausência de ionização com ausência de qualquer efeito biológico, achando que um argumento correto sobre fótons basta para afastar o risco térmico levantado.

D Correta

Feixe estreito diminui área irradiada, reduzindo W/m² e minimizando efeito térmico, além de frequência não ionizante.

E Erradaerro: Senso comum

Acha que, por estar a 1 km de distância, a radiação simplesmente desaparece no local, usando a intuição do dia a dia de que o longe é zero, sem considerar que a intensidade diminui com o quadrado da distância, mas não se anula.

Raio-X da questão

Dificuldade Fácil
Bloom Entender
Leitura medio
Discriminação medio
Peso pedagógico medio
Autonomia do enunciado completo
Cobertura da habilidade unica
🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ interpretativa🧩 consolidacao
🎯 Conceito central

radiação não ionizante e densidade de potência

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

radiação eletromagnética · energia dos fótons

📚 Reveja

estude radiação eletromagnética e efeitos térmicos da radiação

⚠️ Erro mais comum

Confundir potência total com densidade de potência ou acreditar que micro-ondas causam ionização.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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