UEM 2022 (PAS, etapa 1) — questão 16 de Física

Gabarito 25Cinemática — velocidade da luz: tempo de percurso, frequência de pulsos e ordem de grandezaPAS · etapa 1 (somatória)
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 16 de Física do UEM 2022 (PAS, etapa 1)

Enunciado em texto

Uma fonte de pulsos instantâneos (flashes) de luz laser dispara um pulso de luz a cada 5×10−3 s5 \times 10^{-3}\ \text{s}, no sentido x>0x > 0. Essa fonte de pulsos fica a 3×105 m3 \times 10^5\ \text{m} de distância de um detector de luz, sem qualquer obstáculo entre eles. Considerando que a velocidade da luz no ar e no vácuo seja aproximadamente de 300.000 km/s, assinale o que for correto.

(01) Um pulso de luz atingirá o detector em 1×10−3 s1 \times 10^{-3}\ \text{s}.

(02) Diminuindo-se o intervalo de tempo entre os pulsos para 1×10−3 s1 \times 10^{-3}\ \text{s}, o pulso chegará ao detector em 0,2×10−3 s0{,}2 \times 10^{-3}\ \text{s}.

(04) Em 1 s, o detector detectará mais de 500 pulsos.

(08) Em três minutos, um pulso de luz viajando sem obstáculos percorrerá uma distância de 54 milhões de quilômetros.

(16) No Sistema Internacional de Unidades (SI), a velocidade da luz no vácuo é da ordem de 108 m/s10^8\ \text{m/s}.

(Enunciado: PAS UEM 2022, etapa 1 — 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: usar Δs=c Δt\Delta s = c\,\Delta t para a luz, com c=3×108c = 3 \times 10^8 m/s.

(01) Verdadeira.

Δt=Δsc=3×1053×108\Delta t = \frac{\Delta s}{c} = \frac{3 \times 10^5}{3 \times 10^8}

Δt=1×10−3 s\Delta t = 1 \times 10^{-3}\ \text{s}

(02) Falsa. O intervalo entre os disparos não muda a velocidade da luz nem a distância: cada pulso continua levando 1×10−31 \times 10^{-3} s até o detector. Só passam a chegar mais pulsos por segundo.

(04) Falsa. Um pulso a cada 5×10−35 \times 10^{-3} s dá

15×10−3=200 pulsos por segundo\frac{1}{5 \times 10^{-3}} = 200\ \text{pulsos por segundo}

menos que 500.

(08) Verdadeira. Três minutos são 180 s:

d=3×105⋅180d = 3 \times 10^5 \cdot 180

d=5,4×107 kmd = 5{,}4 \times 10^7\ \text{km}

ou seja, 54 milhões de quilômetros.

(16) Verdadeira. c=3×108c = 3 \times 10^8 m/s. Como 3 é menor que 10≈3,16\sqrt{10} \approx 3{,}16, a ordem de grandeza é 10810^8 m/s.

⚠️ A armadilha: na (02), misturar o intervalo entre pulsos (que é da fonte) com o tempo de viagem (que só depende da distância e da velocidade da luz).

A ideia em uma frase: o tempo de viagem da luz é distância/c; a taxa de disparo só muda quantos pulsos chegam por segundo.

Resposta: soma 25 (01 + 08 + 16).

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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