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Física3ª sérieBNCC EM13CNT103Difícil⏱ medio

Moradores de uma região urbana questionam a instalação de uma antena de 5G próxima a escolas. Estudos…

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

Moradores de uma região urbana questionam a instalação de uma antena de 5G próxima a escolas. Estudos preliminares indicam que a densidade de potência do sinal eletromagnético no ponto mais crítico, a 5 m da antena, é de 0,16 W/m2. Técnicos citam a lei do inverso do quadrado da distância para justificar que, a 10 m, essa densidade cai para 0,04 W/m2, valor 25% do inicial. Debates públicos levantam dúvidas sobre a segurança, mas os especialistas garantem que, seguindo essa lei e limites da Anatel, os níveis permanecem abaixo do máximo de 10 W/m2. Identifique a afirmação que apresenta equívoco na aplicação da lei do inverso do quadrado da distância discutida no texto-base.

  1. A) Triplicar a distancia reduz a densidade de potencia a 1/9 do valor inicial.
  2. B) Multiplicar a distancia por 5 diminui a densidade de potencia a 1/25 do valor inicial.
  3. C) Duplicar a distancia reduziria a densidade de potencia a 1/2 do valor inicial.
  4. D) A 15 m, espera-se densidade de potencia igual a 0,0256 W/m2 pelo calculo 0,16/15^2.
  5. E) Reduzir a distancia pela metade aumenta a densidade de potencia ao quadruplicar seu valor.

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

  1. A lei do inverso do quadrado afirma que a densidade de potência é inversamente proporcional ao quadrado da distância, isto é, I = k/d^2. Se a distância é multiplicada por um fator f, a densidade fica multiplicada por 1/f^2. Passo 2: Verificando as alternativas. A) Triplicar a distância (f = 3) reduz a densidade a 1/9 do valor inicial; está correta. B) Multiplicar a distância por 5 reduz a densidade a 1/25; está correta. C) Duplicar a distância (f = 2) reduz a densidade a 1/4, e não a 1/2; esta é a afirmação com equívoco, pois trata a relação como se fosse linear. Passo 3: D) Com os dados do texto, a densidade a 5 m é 0,16 W/m2, então a 15 m seria 0,16 x (5/15)^2 = 0,16/9, aproximadamente 0,0178 W/m2. A alternativa calcula 0,16/15^2 (aproximadamente 0,00071), tratando 0,16 como se fosse a densidade de referência a 1 m, e por isso o valor 0,0256 também está errado. Passo 4: E) Reduzir a distância pela metade (f = 1/2) multiplica a densidade por 4; está correta. Passo 5: Conclusão: o gabarito C está correto como a afirmação com equívoco mais claro na aplicação da lei. A alternativa D também contém erro de cálculo, pois ignora a distância de referência de 5 m. Confirmação com o texto: de 5 m para 10 m, 0,16 x (1/2)^2 = 0,04 W/m2, o que coincide com o valor citado pelos técnicos.

💡 Dica: Use a lei do inverso do quadrado para calcular a densidade em diferentes distâncias.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Conceitual

Quem marca A pode ter aplicado uma proporção linear, pensando que a densidade cai na mesma razão que a distância, ou seja, para 1/3. A alternativa correta exige elevar a razão ao quadrado.

B Erradaerro: Procedimental

Quem marca B provavelmente usou 1/5 em vez de 1/25, esquecendo de elevar o fator de variação da distância ao quadrado.

C Correta

Equivoco: duplicar a distancia reduz intensidade a 1/4, nao a 1/2, segundo a lei do inverso do quadrado.

D Erradaerro: Procedimental

Quem marca D aplica a fórmula 0,16/d^2 usando a distância final como se o valor 0,16 fosse a densidade a 1 m, esquecendo que 0,16 W/m2 foi medido a 5 m. O cálculo correto seria 0,16 x (5/15)^2, aproximadamente 0,0178.

E Erradaerro: Conceitual

Quem marca E pode ter entendido que a densidade varia de forma linear com a distância, achando que reduzir a distância à metade apenas dobraria o valor. Na lei do inverso do quadrado, o efeito é quadrático.

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✍️ calculativa🧩 consolidacao
🎯 Conceito central

lei inverso quadrado distancia

📌 Objetivo

diagnostico

🧱 Pré-requisitos

intensidade sinal eletromagnetico · razao e proporcao

📚 Reveja

Estude a relação inversa do quadrado da distância para intensidade de sinais.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a relação inversa do quadrado da distância com uma relação inversa linear, levando a erros nos cálculos de densidade de potência.

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cotidiano

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