UEM 2022 (PAS, etapa 3) — questão 13 de Física

Gabarito 03Ondas — ondas eletromagnéticas: velocidade no vácuo, campos E e B, espectro e comprimento de ondaPAS · etapa 3 · Conhecimentos Gerais (somatória)
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 13 de Física do UEM 2022 (PAS, etapa 3)

Enunciado em texto

Sobre a radiação eletromagnética, assinale o que for correto.

(01) São ondas polarizáveis que se propagam no vácuo com velocidade igual a (1ε0μ0)12\left(\frac{1}{\varepsilon_0\mu_0}\right)^{\frac{1}{2}}, em que ε0\varepsilon_0 e μ0\mu_0 são, respectivamente, a permissividade elétrica e a permeabilidade magnética do vácuo.

(02) Os raios-X e as ondas de rádio AM/FM são ondas eletromagnéticas descritas pela variação dos campos magnético B⃗\vec{B} e elétrico E⃗\vec{E}, ambos em função do tempo e do espaço.

(04) O som produzido em um instrumento musical é um exemplo de onda eletromagnética.

(08) Uma estação de rádio que emite ondas eletromagnéticas com frequência de 300 MHz terá maior comprimento de onda do que outra estação de rádio emitindo ondas com frequência de 30 kHz.

(16) A velocidade da luz tem o mesmo valor em todos os meios.

(Enunciado: PAS UEM 2022, etapa 3 — 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 as ondas eletromagnéticas.

(01) Verdadeira. As ondas eletromagnéticas são transversais (por isso polarizáveis), e Maxwell mostrou que sua velocidade no vácuo é

c=1ε0 μ0≈3×108 m/sc = \frac{1}{\sqrt{\varepsilon_0\,\mu_0}} \approx 3 \times 10^8\ \text{m/s}

que é o mesmo que (1/ε0μ0)1/2(1/\varepsilon_0\mu_0)^{1/2}.

(02) Verdadeira. Raios X e ondas de rádio são faixas diferentes do mesmo espectro eletromagnético: campos E⃗\vec{E} e B⃗\vec{B} oscilando no tempo e no espaço, perpendiculares entre si e à direção de propagação.

(04) Falsa. O som é onda mecânica (longitudinal, no ar): precisa de um meio material e não se propaga no vácuo.

(08) Falsa. Com λ=c/f\lambda = c/f, maior frequência dá menor comprimento de onda:

λ300 MHz=3×1083×108=1 m\lambda_{300\,\text{MHz}} = \frac{3 \times 10^8}{3 \times 10^8} = 1\ \text{m}

λ30 kHz=3×1083×104=104 m\lambda_{30\,\text{kHz}} = \frac{3 \times 10^8}{3 \times 10^4} = 10^4\ \text{m}

(16) Falsa. A luz tem velocidade máxima no vácuo, cc; num meio de índice nn, ela vale v=c/nv = c/n, menor (na água, cerca de 3/4 de cc).

⚠️ A armadilha: na (08), achar que “frequência maior” combina com “onda maior”. Com a mesma velocidade, frequência e comprimento de onda são inversamente proporcionais.

A ideia em uma frase: onda eletromagnética é E e B oscilando, viaja a c=1/ε0μ0c = 1/\sqrt{\varepsilon_0\mu_0} no vácuo, e λ=c/f\lambda = c/f.

Resposta: soma 03 (01 + 02).

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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