UERJ 2025 (2º Exame de Qualificação) — questão 42 de Física
Enunciado em texto
Considere as informações a seguir para responder às questões 41 e 42.
[Imagem: cartaz do filme Oppenheimer: um homem de chapéu e terno, de frente, diante de uma grande bola de fogo; na parte de baixo, o título OPPENHEIMER.]
Oppenheimer, vencedor do Oscar de melhor filme em 2024, retrata o desenvolvimento das duas primeiras bombas atômicas, produzidas pelos Estados Unidos, no contexto da Segunda Guerra Mundial. A energia liberada pelos dispositivos nucleares, lançados nas cidades de Hiroshima e Nagasaki em 1945, foi capaz de provocar a morte de milhares de pessoas, em função de seu poder destrutivo, oriundo das reações nucleares em cadeia conduzidas por nêutrons.
Adaptado de cartacapital.com.
Considere que toda a energia liberada em um intervalo de tempo de 1 s pelas duas bombas corresponde a J.
O gráfico que representa a potência média dessas bombas ao explodirem é:
(A) [Gráfico U (V) × i (A): reta horizontal em V, de i = 0 até A, onde uma linha tracejada desce até o eixo.]
(B) [Gráfico U (V) × i (A): reta que sobe da origem até o ponto ( A; V), com linhas tracejadas até os dois eixos.]
(C) [Gráfico U (V) × i (A): reta que desce de V, em i = 0, até U = 0, em A.]
(D) [Gráfico U (V) × i (A): curva que sobe da origem, cada vez mais inclinada (concavidade para cima), até o ponto ( A; V), com linhas tracejadas até os dois eixos.]
(Enunciado e figura: Vestibular Estadual UERJ 2025, 2º Exame de Qualificação — DSEA/UERJ.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ).
Resolução comentada
O que a questão pede: a potência média das explosões, e qual gráfico U × i “mostra” esse valor.
Passo 1 — a potência média. Potência é energia por tempo:
Passo 2 — potência num gráfico U × i. Em eletricidade, . Num gráfico com U no eixo vertical e i no horizontal, esse produto é a área de um retângulo de lados U e i. No gráfico (A), a tensão é constante, e a região sob a reta é exatamente esse retângulo:
É o valor da potência das bombas.
Passo 3 — as outras áreas. Em (B) e em (C), a região sob a reta é um triângulo com os mesmos catetos: a área é a metade, . Em (D), a curva passa abaixo da reta de (B), então a área é menor ainda.
Um cuidado honesto: a rigor, a área sob uma curva U × i só é igual a uma potência quando U é constante, como em (A); a potência de um ponto do gráfico é o produto das suas coordenadas. Em (B) e (D), o ponto final também tem W. O critério da banca é a área sob o gráfico inteiro, e por esse critério só (A) dá o valor certo. Também vale lembrar que a situação é uma idealização: a bomba não é um circuito, e o gráfico serve só para visualizar .
⚠️ A armadilha: escolher (B) porque a reta “termina” nos valores certos. Pela leitura da banca, o que importa é a área sob o gráfico, e o triângulo de (B) tem só metade da área necessária.
A ideia em uma frase: potência média é energia sobre tempo; num gráfico U × i com tensão constante, ela é a área do retângulo U·i.
Resposta: alternativa A (U constante de 1,5 × 10⁵ V até 10⁹ A: área de 1,5 × 10¹⁴ W).
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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