Questão 68 da FUVEST 2004

Question

Uma unidade industrial de raios-X consiste em uma fonte X e um detector R, posicionados de forma a examinar cilindros com regiões cilíndricas ocas (representadas pelos círculos brancos), dispostos em uma esteira, como vistos de cima na figura. A informação é obtida pela intensidade I da radiação X que atinge o detector, à medida que a esteira se move com velocidade constante. O Gráfico 1 representa a intensidade detectada em R para um cilindro teste homogêneo.

Esquema da esteira rolante movendo cilindros através do feixe de raios-X entre a fonte X e o detector R, acompanhado dos gráficos 1 e 2 da intensidade I versus tempo t.

Quando no detector R for obtido o Gráfico 2, é possível concluir que o objeto em exame tem uma forma semelhante a

A
A
B
B
C
C
D
D
E
E

Answer 1

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 68 da FUVEST 2004

1ª fase · Física: Ondas eletromagnéticas e espectro

Texto-base das questões 57 a 68 · V

OBSERVAÇÃO (para todas as questões de Física): o valor da aceleração da gravidade na superfície da Terra é representado por g. Quando necessário adote: para g, o valor de 10\ \text{m/s}^2; para a massa específica (densidade) da água, o valor de 1.000\ \text{kg/m}^3 = 1\ \text{g/cm}^3; para o calor específico da água, o valor de 1{,}0\ \text{cal/(g.}^\circ\text{C)} (1\ \text{caloria} \cong 4\ \text{joules}).

Uma unidade industrial de raios-X consiste em uma fonte X e um detector R, posicionados de forma a examinar cilindros com regiões cilíndricas ocas (representadas pelos círculos brancos), dispostos em uma esteira, como vistos de cima na figura. A informação é obtida pela intensidade I da radiação X que atinge o detector, à medida que a esteira se move com velocidade constante. O Gráfico 1 representa a intensidade detectada em R para um cilindro teste homogêneo.

Esquema da esteira rolante movendo cilindros através do feixe de raios-X entre a fonte X e o detector R, acompanhado dos gráficos 1 e 2 da intensidade I versus tempo t.

Quando no detector R for obtido o Gráfico 2, é possível concluir que o objeto em exame tem uma forma semelhante a

A
A
B
B
C
C
D
D
E
E

Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.

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Resolução comentada

Quanto maior a espessura de material atravessada pelos raios X, maior a absorção e menor a intensidade que chega ao detector. Uma região oca reduz a quantidade de material no caminho do feixe, aumentando a intensidade detectada.

No gráfico 1, o cilindro maciço produz uma queda de intensidade até um mínimo, quando o feixe atravessa sua região central, mais espessa. Depois, a intensidade aumenta de modo simétrico, até retornar ao valor inicial.

No gráfico 2, a primeira parte da passagem apresenta comportamento semelhante ao do cilindro maciço. Depois, a intensidade aumenta de maneira acentuada: isso indica uma região oca na parte do objeto que passa mais tarde pelo feixe.

Como a esteira se move para a esquerda, o lado esquerdo do objeto passa primeiro pelo detector; o lado direito passa depois. Portanto, a cavidade deve estar deslocada para a direita, como no objeto E.

As cavidades de A, B e D estão centralizadas na direção do movimento e produziriam gráficos simétricos. A cavidade de C passaria antes, invertendo a assimetria observada.

Alternativa E.

Pegadinha: A alternativa C engana se você inverter a ordem de passagem: com a esteira indo para a esquerda, o lado esquerdo passa primeiro pelo feixe.

Por que as outras alternativas estão erradas

AA cavidade central produziria um gráfico simétrico no tempo.
BO deslocamento da cavidade para baixo não a desloca na direção do movimento, mantendo a simetria temporal.
CA cavidade à esquerda passaria primeiro pelo feixe, produzindo a assimetria oposta à observada.
DO deslocamento da cavidade para cima não a desloca na direção do movimento, mantendo a simetria temporal.

Assunto: Ondas eletromagnéticas e espectro.

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Fonte: FUVEST 2004. Prova oficial ↗