UEM 2019 (Inverno, Conhecimentos Específicos) — questão 33 de Física

Gabarito 15Ondas — forno de micro-ondas: ressonância, período e comprimento de ondaVestibular de Inverno · Conhecimentos Específicos de Física (somatória)
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 33 de Física do UEM 2019 (Inverno, Conhecimentos Específicos)

Enunciado em texto

Um forno de micro-ondas é utilizado para aquecer alimentos que contêm água em sua composição. Quando as moléculas de água entram em ressonância com as micro-ondas (frequência de aproximadamente 2,5GHz), essas moléculas passam a vibrar intensamente. Em relação aos princípios físicos envolvidos durante o funcionamento desse eletrodoméstico, assinale o que for correto.

(01) A temperatura dos alimentos aumenta porque suas moléculas, em contato com as moléculas de água neles contidas, também passam a vibrar mais intensamente.

(02) Quando uma frequência natural de vibração das moléculas de água é igual à frequência das micro-ondas, ocorre ressonância.

(04) As excitações periódicas com frequência de 2,5GHz têm período igual a 0,4ns.

(08) As ondas eletromagnéticas com frequência de 2,5GHz apresentam um comprimento de onda de 12cm no vácuo.

(16) Micro-ondas são ondas eletromagnéticas que apresentam frequências maiores do que as frequências da faixa da luz visível.

(Enunciado: Vestibular UEM 2019 (Inverno), Conhecimentos Específicos — UEM/CVU.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual de Maringá (UEM), Comissão Central do Vestibular Unificado (CVU).

Resolução comentada

O que a questão pede: julgar afirmações sobre o funcionamento do micro-ondas.

(01) Verdadeira. A água absorve a energia das micro-ondas e agita-se mais; pelas colisões, essa agitação passa às demais moléculas do alimento. Mais agitação molecular é temperatura maior.

(02) Verdadeira. É a definição de ressonância, como o enunciado descreve: excitação com frequência igual a uma frequência natural do sistema, que então absorve energia com eficiência.

(04) Verdadeira.

T=1f=12,5×109T = \frac{1}{f} = \frac{1}{2{,}5 \times 10^{9}}

T=4×10−10 s=0,4 nsT = 4 \times 10^{-10}\ \text{s} = 0{,}4\ \text{ns}

(08) Verdadeira.

λ=cf=3×1082,5×109\lambda = \frac{c}{f} = \frac{3 \times 10^{8}}{2{,}5 \times 10^{9}}

λ=0,12 m=12 cm\lambda = 0{,}12\ \text{m} = 12\ \text{cm}

(16) Falsa. No espectro eletromagnético, as micro-ondas ficam entre as ondas de rádio e o infravermelho: frequências da ordem de GHz (10910^9 Hz), muito menores que as da luz visível (da ordem de 101410^{14} Hz).

⚠️ A armadilha: na (04), errar o prefixo: giga é 10910^9, e nano é 10−910^{-9}. O período de 4×10−104 \times 10^{-10} s é 0,4 ns.

A ideia em uma frase: micro-ondas são ondas eletromagnéticas de frequência menor que a da luz; no forno, elas agitam a água, e a agitação se espalha como calor.

Resposta: soma 15 (01 + 02 + 04 + 08).

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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