PUC-RS 2011 — questão 10 de Física

Gabarito CFísica moderna — meia-vida a partir do gráfico de decaimentoConcurso Vestibular · Verão
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 10 de Física do PUC-RS 2011

Enunciado em texto

Define-se como meia-vida de um elemento radioativo o tempo necessário para que a metade dos átomos radioativos inicialmente presentes em uma amostra pura desse elemento se desintegre. Assim sendo, decorrido o tempo correspondente a uma meia-vida, o número de átomos radioativos, N, presentes na amostra será a metade do número inicial de átomos radioativos, N0N_0.

O gráfico a seguir mostra a fração de átomos radioativos, N/N0N/N_0, presentes em três amostras radioativas puras, X, Y e Z, em função do tempo.

[Gráfico: N/N0N/N_0 (eixo vertical) em função do tempo (eixo horizontal). As três curvas partem de 1 no instante zero. A curva Y cai mais depressa, encurvada, e se aproxima de zero; a curva X cai de forma intermediária; a curva Z é a que cai mais devagar, ficando acima das outras.]

A alternativa que apresenta as amostras em ordem crescente de suas meias-vidas é:

(A) X – Y – Z

(B) X – Z – Y

(C) Y – X – Z

(D) Y – Z – X

(E) Z – X – Y

(Enunciado e figura: Concurso Vestibular PUC-RS 2011 (Verão) — PUCRS.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS).

Resolução comentada

O que a questão pede: ordenar as amostras da menor para a maior meia-vida, olhando o gráfico.

Passo 1 — ler a meia-vida no gráfico. A meia-vida é o tempo que a curva leva para chegar a N/N0=0,5N/N_0 = 0{,}5. Quanto mais rápido a curva cai, mais cedo ela atinge 0,5 e menor é a meia-vida.

Passo 2 — comparar as curvas. Traçando uma linha horizontal imaginária na metade da altura:

• Y despenca primeiro: chega à metade antes das outras → menor meia-vida;

• X cai de forma intermediária → meia-vida intermediária;

• Z é a mais lenta → maior meia-vida.

Ordem crescente: Y – X – Z.

⚠️ A armadilha: inverter a ordem (Z – X – Y, alternativa E), associando a curva “de cima” a uma meia-vida pequena. A curva que fica mais alta é a que demora mais para decair: meia-vida grande.

A ideia em uma frase: quem decai mais depressa tem meia-vida menor; no gráfico, é a curva que cai primeiro.

Resposta: alternativa C (Y – X – Z).

Vídeo em breve

A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.

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