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Física3ª sérieBNCC EM13CNT304Fácil⏱ medio

— “Esses novos scanners do aeroporto vão ‘irradiar’ os passageiros?”, questionou um usuário em uma audiência…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT304

Analisar e debater situações controversas sobre a aplicação de conhecimentos da área de Ciências da Natureza (tais como tecnologias do DNA, tratamentos com células-tronco, neurotecnologias, produção de tecnologias de defesa, estratégias de controle de pragas, entre outros), com base em argumentos consistentes, legais, éticos e responsáveis, distinguindo diferentes pontos de vista.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

— “Esses novos scanners do aeroporto vão ‘irradiar’ os passageiros?”, questionou um usuário em uma audiência pública sobre a compra de equipamentos de inspeção corporal. O responsável técnico explicou que o aparelho não usa raios X, mas ondas eletromagnéticas na faixa de 30 GHz. Segundo o manual, durante a passagem de uma pessoa o equipamento opera por 2,0 s com potência média de 0,050 W distribuída aproximadamente de forma uniforme sobre uma área de 0,50 m^2. No mesmo documento de referência adotado no edital, consta que, para exposição do público a esse tipo de emissão, a densidade de potência não deve exceder 10 W/m^2. Parte dos presentes alegou que “qualquer valor já ultrapassa o limite” e pediu o cancelamento da compra. Com base nos dados do texto, conclua o valor da densidade de potência incidente no passageiro e avalie se a alegação de ultrapassar o limite se sustenta.

  1. A) 100 W/m^2, portanto acima do limite indicado no documento.
  2. B) 1,0 W/m^2, portanto abaixo do limite indicado no documento.
  3. C) 0,10 W/m^2, portanto abaixo do limite indicado no documento.
  4. D) 0,20 W/m^2, portanto abaixo do limite indicado no documento.
  5. E) 10 W/m^2, portanto no limite indicado no documento.

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

  1. Identifique o que se pede. A densidade de potência é a potência média dividida pela área sobre a qual ela se distribui: D = P / A.
  2. Extraia os dados do texto. A potência média é 0,050 W e a área é 0,50 m^2. O tempo de operação de 2,0 s e a frequência de 30 GHz não entram no cálculo, pois a densidade de potência não depende da duração nem da frequência.
  3. Calcule. D = 0,050 / 0,50 = 0,10 W/m^2.
  4. Compare com o limite. O documento fixa 10 W/m^2 para exposição do público, e 0,10 W/m^2 é cem vezes menor que esse limite, portanto abaixo dele.
  5. Avalie a alegação. A afirmação de que qualquer valor já ultrapassa o limite não se sustenta, pois a conta mostra que a densidade incidente é muito inferior ao limite. A alternativa correta é a C, que coincide com o gabarito oficial.
  6. Por que as outras estão erradas: A converte 0,050 W em 50 W, o que é um erro de unidade; B resulta de um erro na divisão ou na posição da vírgula; D calcula a energia por área (0,050 x 2,0 / 0,50), que é outra grandeza; E repete o próprio limite do documento como se fosse o valor incidente.

💡 Dica: Calcule a densidade de potência dividindo a potência pela área e compare com o limite permitido.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Atenção

O aluno tomou 0,050 W como 50 W, possivelmente confundindo a vírgula decimal com a unidade de milivolt ou miliwatt, e depois dividiu por 0,50 m^2.

B Erradaerro: Atenção

O aluno errou a posição da vírgula na divisão, obtendo 1,0 W/m^2 a partir de 0,050 dividido por 0,050 ou algo equivalente, o que indica troca de dados.

C Correta

Aplica S = P/A: 0,050/0,50 = 0,10 W/m^2, menor que 10 W/m^2; a alegação não se sustenta.

D Erradaerro: Conceitual

O aluno calculou a energia por área (P x t / A = 0,050 x 2,0 / 0,50 = 0,20 J/m^2), usando o tempo de operação, e não a densidade de potência, que não depende da duração.

E Erradaerro: Interpretação

O aluno leu o limite de 10 W/m^2 do documento e o tomou como resultado do cálculo, sem executar a divisão da potência pela área.

Raio-X da questão

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

densidade de potência eletromagnética

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

potência elétrica e área · densidade de potência

📚 Reveja

Estude cálculo de densidade de potência e unidades de medida associadas.

⚠️ Erro mais comum

Confundir potência total com densidade de potência, ou esquecer de dividir pela área para obter a densidade correta.

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cotidiano

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