— Quando fecho a caixa com esta tela metalica, o sinal do Wi-Fi quase some — disse um tecnico ao montar um…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Comunicar, para públicos variados, em diversos contextos, resultados de análises, pesquisas e/ou experimentos, elaborando e/ou interpretando textos, gráficos, tabelas, símbolos, códigos, sistemas de classificação e equações, por meio de diferentes linguagens, mídias, tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC), de modo a participar e/ou promover debates em torno de temas científicos e/ou tecnológicos de relevância sociocultural e ambiental.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
— Quando fecho a caixa com esta tela metalica, o sinal do Wi-Fi quase some — disse um tecnico ao montar um prototipo de armario para armazenar equipamentos sem interferencia. Para testar, ele colocou um transmissor de 2,4 GHz dentro da caixa e mediu, do lado de fora, a potencia recebida por um receptor a 1,0 m de distancia. Sem tela na abertura, a leitura foi -40 dBm. Com uma tela de aluminio cobrindo a abertura e furos quadrados de 20 mm, a leitura ficou em -43 dBm. Trocando por outra tela, com furos de 5 mm, a leitura caiu para -62 dBm. Na explicacao ao publico, ele decidiu relacionar esses resultados ao tamanho dos furos e ao comprimento de onda do sinal, usando c = 3,0 x 10^8 m/s. Interprete os dados e identifique o texto mais adequado para explicar, a leitores leigos, por que a tela de 5 mm reduz mais o sinal de 2,4 GHz.
- A) A tela atenua mais quando a area total de metal e maior, independentemente do tamanho dos furos, pois so importa cobrir a abertura.
- B) A tela atenua mais quando as aberturas sao maiores que o comprimento de onda (lambda=c/f), pois o campo fica “preso” no metal.
- C) A tela atenua mais quando as aberturas sao muito menores que o comprimento de onda (lambda=c/f), dificultando a passagem por difracao.
- D) A tela atenua mais quando o metal absorve a energia e a transforma em calor, por isso furos menores aquecem mais e bloqueiam melhor.
- E) A tela atenua mais quando a frequencia e menor, porque ondas mais lentas atravessam com mais facilidade os furos.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Calcule o comprimento de onda: lambda = c/f = 3,0 x 10^8 / 2,4 x 10^9 = 0,125 m, ou seja, 125 mm.
- Compare os furos com o comprimento de onda. O furo de 20 mm tem cerca de 1/6 de lambda e o de 5 mm tem cerca de 1/25 de lambda. Os dois são menores que lambda, mas o de 5 mm é bem menor.
- Interprete os dados. Com furos de 20 mm, a perda foi pequena (de -40 para -43 dBm, cerca de 3 dB). Com furos de 5 mm, a perda foi grande (de -40 para -62 dBm, cerca de 22 dB). Quanto menor o furo em relação ao comprimento de onda, mais a tela bloqueia a onda, por difração e reflexão.
- Escolha a alternativa correta. A alternativa C afirma que a atenuação é maior quando as aberturas são muito menores que o comprimento de onda, o que está de acordo com os dados e com a física da blindagem.
- Analise as demais. A alternativa A está errada, pois as duas telas cobrem a mesma abertura e a área total de metal é semelhante; o que muda o resultado é o tamanho dos furos. A alternativa B está errada, pois aberturas maiores que o comprimento de onda deixam o sinal passar com mais facilidade, e não o contrário. A alternativa D está errada, pois o bloqueio não depende de aquecimento do metal; o efeito é de reflexão e difração, e a energia absorvida seria desprezível para essa finalidade. A alternativa E está errada, pois a frequência foi mantida em 2,4 GHz nos três testes, e a velocidade da onda no ar é sempre c.
- Conclusão: o gabarito oficial C está correto, e o texto para leigos deve explicar que furos muito menores que o comprimento de onda (cerca de 12,5 cm neste caso) fazem a tela bloquear o Wi-Fi com muito mais eficiência.
💡 Dica: Calcule o comprimento de onda e compare com o tamanho dos furos para entender a atenuação.
Alternativa por alternativa
Acredita que a tela bloqueia mais quanto mais metal ela tiver, ignorando o tamanho dos furos. Como as duas telas cobrem a mesma abertura, ele não percebe que a diferença está nos furos.
Inverte a relação entre o tamanho do furo e o comprimento de onda, achando que furos maiores que lambda bloqueiam o sinal. Também imagina que o campo fica preso no metal, o que não corresponde ao fenômeno.
Por que engana: Confundir o efeito do tamanho dos furos com a área total de metal ou absorção térmica.
Para 2,4 GHz, lambda=3,0x10^8/2,4x10^9=0,125 m (12,5 cm); 5 mm e bem menor, aumentando a blindagem.
Aplica a intuição do dia a dia de que metal esquenta e absorve energia, e conclui que o calor é o mecanismo do bloqueio. Não considera que o efeito principal é a reflexão e a difração em aberturas pequenas.
Supõe que a frequência determina a velocidade da onda e que ondas mais lentas passam melhor pelos furos. Não percebe que a frequência não variou no experimento e que a velocidade da onda no ar é sempre c.
Raio-X da questão
interferência ondas eletromagnéticas
avaliacao
frequência e comprimento de onda · difração de ondas
estude comprimento de onda e difração de ondas eletromagnéticas
Confundir o efeito do tamanho dos furos com a área total de metal ou absorção térmica.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cotidiano
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