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Física3ª sérieBNCC EM13CNT103Difícil⏱ medio

— Precisamos retirar o playground por causa da linha de alta tensão? perguntou uma moradora durante reunião no…

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

— Precisamos retirar o playground por causa da linha de alta tensão? perguntou uma moradora durante reunião no bairro. O engenheiro explicou que, a 20 m do cabo, o campo elétrico tem intensidade de 15 kV/m e o magnético de 2 µT. Ele acrescentou que, a 40 m, o elétrico cai a um quarto (˜3,75 kV/m) e o magnético a metade (˜1 µT), conforme as leis de decaimento: E varia como 1/r^2 e B como 1/r. Ainda assim, a moradora insistiu que ambos os campos se reduzem igualmente em 1/r^2 e, por isso, o valor de B a 40 m seria 0,5 µT. Analise o texto-base e identifique o equívoco no argumento apresentado pela moradora em relação ao decaimento dos campos elétrico e magnético.

  1. A) Confundir as unidades de campo elétrico (kV/m) com campo magnético (µT).
  2. B) Presumir que o campo elétrico a 40 m seria metade de 15 kV/m.
  3. C) Assumir que a intensidade do campo magnético decai segundo 1/r^2.
  4. D) Aplicar a relação de decaimento 1/r^2 ao campo elétrico.
  5. E) Desconsiderar que o campo magnético sofre atenuação por materiais metálicos próximos.

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

  1. Identifique o argumento da moradora. Ela afirma que os dois campos decaem como 1/r^2, o que levaria B a 40 m a 2 µT dividido por 4, ou seja, 0,5 µT. Esse é o ponto a verificar.
  2. Verifique a lei correta para cada campo, conforme o próprio enunciado. Para o campo elétrico, E varia como 1/r^2. De 20 m para 40 m, a distância dobra, então E cai a um quarto: 15 kV/m dividido por 4 dá 3,75 kV/m, valor coerente com o texto.
  3. Aplique a lei dada para o campo magnético, B varia como 1/r. Dobrar a distância reduz B à metade: 2 µT dividido por 2 dá 1 µT, que é o valor informado pelo engenheiro.
  4. Compare. O valor de 0,5 µT só surge se B for tratado como 1/r^2, e isso contraria a lei declarada no texto. Portanto, o equívoco da moradora está em presumir que B decai como 1/r^2, que é exatamente a alternativa C. O gabarito oficial C está correto.
  5. Por que as outras estão erradas. A: unidades diferentes não alteram o cálculo de decaimento, então não é o problema. B: o campo elétrico a 40 m é um quarto, não metade, mas o argumento da moradora não depende disso. D: aplicar 1/r^2 ao campo elétrico é a lei correta enunciada, portanto não é o equívoco. E: materiais metálicos não aparecem no enunciado, então não há base para essa suposição.

💡 Dica: Compare as leis de decaimento dos campos elétrico e magnético e aplique-as corretamente.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Conceitual

Acredita que trocar a unidade de medida, kV/m por µT, muda a forma como o campo se atenua com a distância. A diferença de unidades não interfere no tipo de decaimento.

B Erradaerro: Procedimental

Supõe que o campo elétrico cai pela metade ao dobrar a distância, quando na verdade ele cai a um quarto, pois varia com 1/r^2. Confunde a lei de decaimento do elétrico com a do magnético.

C Correta

O campo magnético de linha condutora decai como 1/r, não 1/r^2, logo a moradora erra ao aplicar 1/r^2 a B.

D Erradaerro: Interpretação

Julga que aplicar 1/r^2 ao campo elétrico seria o erro, quando essa é justamente a lei correta informada no texto. Inverte a relação entre o enunciado e o argumento da moradora.

E Erradaerro: Senso comum

Imagina que a atenuação do campo magnético depende de blindagem por metais próximos, algo que não está no enunciado. Traz para a questão um fator externo como se fosse dado.

Raio-X da questão

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

decrescimento campo elétrico magnético

📌 Objetivo

diagnostico

🧱 Pré-requisitos

campo elétrico e magnético · leis de decaimento físico

📚 Reveja

Estude as leis de decaimento dos campos elétrico e magnético e suas diferenças.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a lei de decaimento do campo magnético com a do campo elétrico, aplicando 1/r^2 para ambos.

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cotidiano

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