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Física3ª sérieBNCC EM13CNT103Difícil⏱ medio

Dados estatísticos: desde que operadoras instalaram antenas 5G em uma região urbana, moradores do bairro Vista…

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 estatísticos: desde que operadoras instalaram antenas 5G em uma região urbana, moradores do bairro Vista Alegre relataram sintomas como dor de cabeça e fadiga. Eles atribuem esses efeitos à radiação de radiofrequência (RF) de 3 GHz emitida pelos equipamentos. Um estudo do Instituto de Física local indicou que, a 10 m da antena, o campo elétrico é de cerca de 6 V/m. A potência irradiada pela antena é de 100 W, e a radiação de 3 GHz possui comprimento de onda de aproximadamente 0,1 m. Especialistas ressaltam que essa radiação é não ionizante e questionam sua capacidade de quebrar ligações químicas no DNA, cujas energias de ligação C–C são da ordem de 3 eV. Analise o texto-base e identifique a principal base física que refuta a alegação de que a radiação 5G de 3 GHz poderia quebrar ligações químicas no DNA:

  1. A) A aplicação da lei do inverso do quadrado indica que a intensidade cai rápido com a distância.
  2. B) A frequência de 3 GHz coincide com ressonância do DNA, facilitando a quebra.
  3. C) Cada fóton de 3 GHz carrega energia muito inferior à energia de ligações químicas (~3 eV).
  4. D) A potência irradiada de 100 W é insuficiente para provocar ionização direta do DNA.
  5. E) O campo elétrico de 6 V/m pode causar aquecimento local, levando ao dano celular.

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

  1. Calcule a energia de um fóton de 3 GHz pela relação E = h·f, com h ≈ 4,14 x 10^-15 eV·s. Assim, E ≈ 4,14 x 10^-15 x 3 x 10^9 ≈ 1,2 x 10^-5 eV. Passo 2: Compare esse valor com a energia de ligação C–C, da ordem de 3 eV. A razão é cerca de 2,5 x 10^5, ou seja, cada fóton de RF tem energia cerca de 250 mil vezes menor que a necessária para romper uma ligação química. Passo 3: Como a energia por fóton é insuficiente, essa radiação não consegue quebrar ligações químicas do DNA por absorção de fótons; por isso ela é não ionizante. Passo 4: Verificação com os dados do enunciado: f = c/λ = 3 x 10^8 / 0,1 = 3 x 10^9 Hz, o que confirma que os dados são coerentes. Passo 5: Por que as outras alternativas estão erradas: A) a lei do inverso do quadrado explica a queda da intensidade com a distância, mas não mostra por que a radiação não quebra ligações; é um argumento secundário. B) não existe base física para uma ressonância do DNA que facilite a quebra, e a frequência de 3 GHz não tem energia compatível com ligações químicas. D) a potência total não é o critério físico decisivo, pois a ionização depende da energia de cada fóton e não da potência total emitida. E) o aquecimento térmico é um efeito não ionizante possível em intensidades altas, mas não é quebra de ligações químicas e não é o mecanismo que o texto questiona; além disso, 6 V/m é um campo baixo. Conclusão: a alternativa C é a correta e coincide com o gabarito oficial.

💡 Dica: Compare a energia do fóton com a energia necessária para quebrar ligações químicas.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Conceitual

Acredita que a queda rápida da intensidade com a distância é a razão principal para o DNA não ser danificado, confundindo atenuação do campo com a energia transportada por cada fóton.

B Erradaerro: Conceitual

Supõe que frequências próximas de uma ressonância molecular aumentam a absorção e provocam quebra de ligações, sem verificar se a energia do fóton é suficiente.

C Correta

Conectando E=hc/? com h=6,6×10^-34 Js e ?=0,1 m obtém-se E˜2×10^-24 J (~1×10^-5 eV), bem menor que 3 eV.

D Erradaerro: Conceituala que mais engana

Associa o poder de quebrar ligações à potência total emitida pela antena, ignorando que o que importa é a energia de cada fóton e não a potência somada.

Por que engana: Confundir potência irradiada com energia do fóton, levando a erro sobre capacidade de quebra de ligações.

E Erradaerro: Conceitual

Confunde o efeito térmico, que é não ionizante, com a quebra de ligações químicas, imaginando que o aquecimento causado pelo campo equivale a romper o DNA.

Raio-X da questão

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

energia fóton e ligações químicas

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

energia de fótons · ligações químicas no DNA

📚 Reveja

Estude energia dos fótons e ligações químicas no DNA.

⚠️ Erro mais comum

Confundir potência irradiada com energia do fóton, levando a erro sobre capacidade de quebra de ligações.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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