Oppenheimer, vencedor do Oscar de melhor filme em 2024, retrata o desenvolvimento das duas primeiras bombas…

Questão

Oppenheimer, vencedor do Oscar de melhor filme em 2024, retrata o desenvolvimento das duas primeiras bombas atômicas, produzidas pelos Estados Unidos, no contexto da Segunda Guerra Mundial. A energia liberada pelos dispositivos nucleares, lançados nas cidades de Hiroshima e Nagasaki em 1945, foi capaz de provocar a morte de milhares de pessoas, em função de seu poder destrutivo, oriundo das reações nucleares em cadeia conduzidas por nêutrons. Considere que toda a energia liberada em um intervalo de tempo de 1 s pelas duas bombas corresponde a 1,5 × 10¹4 J. O gráfico que representa a potência média dessas bombas ao explodirem é: (UERJ 2025)

1. A) (Gráfico com U(V) constante em 1,5 × 10⁵ até 10⁹ i (A))
2. B) (Gráfico com U(V) crescente linearmente até 1,5 × 10⁵ em 10⁹ i (A))
3. C) (Gráfico com U(V) decrescente linearmente de 1,5 × 10⁵ até zero em 10⁹ i (A))
4. D) (Gráfico com U(V) crescente de forma curva até 1,5 × 10⁵ em 10⁹ i (A))

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

1. Potência é a energia liberada por unidade de tempo: P = E / Δt. Como a energia é 1,5 x 10^14 J em 1 s, a potência média é P = 1,5 x 10^14 W.
2. Os gráficos das alternativas relacionam tensão U (V) e corrente i (A). Nesse tipo de gráfico, o produto U · i fornece potência, e a área sob a curva U x i representa a potência. Assim, o que deve ser comparado é a área de cada figura com 1,5 x 10^14 W.
3. Na alternativa A, a tensão é constante em 1,5 x 10^5 V ao longo de toda a corrente, que vai até 10^9 A. A área é um retângulo: base 10^9 x altura 1,5 x 10^5 = 1,5 x 10^14. Isso coincide exatamente com a potência calculada no Passo 1, por isso A é a correta.
4. Na alternativa B, a tensão cresce de zero até 1,5 x 10^5 V de forma linear. A área é um triângulo, com metade da área do retângulo de referência, ou seja, 7,5 x 10^13 W, o que não corresponde à potência dada. A alternativa B está errada.
5. Na alternativa C, a tensão decresce linearmente de 1,5 x 10^5 V até zero. Também se trata de um triângulo com metade da área do retângulo, portanto a potência seria 7,5 x 10^13 W, o que está errado.
6. Na alternativa D, a tensão cresce de forma curva até 1,5 x 10^5 V. Como a tensão não se mantém no valor máximo durante todo o intervalo, a área sob a curva fica menor que a do retângulo de 1,5 x 10^14 W, e a potência não corresponde à do enunciado. Logo, D está errada.
7. Conclusão: a potência média de 1,5 x 10^14 W só é representada pelo gráfico em que a área é um retângulo completo, que é o da alternativa A.

💡 Dica: Calcule a potência média dividindo a energia pelo tempo e compare com os gráficos.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

Questões parecidas com resolução

• ENEM - 2020 Embora a energia nuclear possa ser utilizada para fins pacíficos, recentes conflitos geopolíticos têm…
• No texto, estão expressos os horrores causados na população de Hiroshima pela explosão da bomba nuclear. Em relação ao…
• Um reator experimental fornece potência térmica P = 3,00×10^8 W. Cada fissão de U-235 libera E_f = 200 MeV = 3,20×10^-11…
• Em um debate sobre a produção de artefatos nucleares para fins militares, uma pesquisadora explicou que a fissão em…
• Em uma usina nuclear, a fissão do urânio-235 libera cerca de 200 MeV por núcleo. Se ocorrerem 10^14 fissões, qual a…
• Um relatório de laboratório registra: “O dispositivo funcionou com potência média de 50 W durante 10 s e, nesse…