PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 81 (CFS 1) da EEAR 2022

CFS 1 · Física: Ondas eletromagnéticas e espectro

– A potência irradiada por uma lâmpada é distribuída em uma superfície esférica centralizada na lâmpada. A razão entre as potências por área, respectivamente, a 1\text{ m} e a 2\text{ m} da lâmpada é igual a

  1. A
    2
  2. B
    4
  3. C
    1/4
  4. D
    1/2
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A grandeza pedida é a intensidade (potência por área). Como a potência P da lâmpada se espalha por uma esfera centrada nela, a área da superfície a uma distância r é A = 4\pi r^2.

Logo, a intensidade é:

I = \frac{P}{4\pi r^2}

A potência é a mesma nas duas distâncias, então a intensidade é inversamente proporcional ao quadrado da distância.

  1. A 1\ \text{m}: I_1 = \dfrac{P}{4\pi (1)^2} = \dfrac{P}{4\pi}.
  2. A 2\ \text{m}: I_2 = \dfrac{P}{4\pi (2)^2} = \dfrac{P}{16\pi}.
  3. Razão pedida, de 1\ \text{m} para 2\ \text{m}:
\frac{I_1}{I_2} = \frac{P/4\pi}{P/16\pi} = \frac{16}{4} = 4

A 1\ \text{m} a intensidade é 4 vezes maior que a 2\ \text{m}, pois a área da esfera de raio 2\ \text{m} é 4 vezes a da esfera de raio 1\ \text{m}.

Alternativa B.

Pegadinha: A alternativa C engana quem inverte a ordem da razão, pois 1/4 é a razão de 2\ \text{m} para 1\ \text{m}.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AUsa a proporção inversa com a distância (2/1) em vez de com o quadrado da distância.
  • CInverte a razão: 1/4 seria I_2/I_1, e a pergunta é I_1/I_2.
  • DUsa 1/2, ou seja, a razão inversa das distâncias, sem elevar ao quadrado e com a razão invertida.

Assunto: Ondas eletromagnéticas e espectro.

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Fonte: EEAR 2022 · CFS 1. Prova oficial ↗