UNICAMP 2017 — questão 60 de Física

Gabarito CEnergia — potência média (energia perdida por um pulsar)1ª fase · Conhecimentos Gerais · Versão QY
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 60 de Física do UNICAMP 2017

Enunciado em texto

Uma estrela de nêutrons é o objeto astrofísico mais denso que conhecemos, em que uma massa maior que a massa do Sol ocupa uma região do espaço de apenas alguns quilômetros de raio. Essas estrelas realizam um movimento de rotação, emitindo uma grande quantidade de radiação eletromagnética a uma frequência bem definida. Quando detectamos uma estrela de nêutrons através desse feixe de radiação, damos o nome a esse objeto de Pulsar. Considere que um Pulsar foi detectado, e que o total de energia cinética relacionada com seu movimento de rotação equivale a 2×10422 \times 10^{42} J. Notou-se que, após um ano, o Pulsar perdeu 0,1% de sua energia cinética, principalmente em forma de radiação eletromagnética. A potência irradiada pelo Pulsar vale

(Se necessário, utilize a aproximação 1 ano ~ 3,6×1073{,}6 \times 10^{7} s.)

a) 7,2 10467{,}2\ 10^{46} W.

b) 2,0 10392{,}0\ 10^{39} W.

c) 5,6 10315{,}6\ 10^{31} W.

d) 1,8 10421{,}8\ 10^{42} W.

(Enunciado: Vestibular Unicamp 2017, 1ª fase — Comvest/Unicamp.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à UNICAMP.

Resolução comentada

O que a questão pede: a potência média irradiada, isto é, quanta energia o pulsar perde por segundo.

Passo 1 — a energia perdida em um ano: 0,1% é 0,001 da energia total.

ΔE=0,001×2×1042\Delta E = 0{,}001 \times 2 \times 10^{42}

ΔE=2×1039 J\Delta E = 2 \times 10^{39}\ \text{J}

Passo 2 — a potência é energia dividida pelo tempo, com o tempo em segundos (para dar watts, J/s):

P=ΔEΔt=2×10393,6×107P = \frac{\Delta E}{\Delta t} = \frac{2 \times 10^{39}}{3{,}6 \times 10^{7}}

P≈0,56×1032=5,6×1031 WP \approx 0{,}56 \times 10^{32} = 5{,}6 \times 10^{31}\ \text{W}

⚠️ A armadilha: parar no Passo 1. O número 2,0×10392{,}0 \times 10^{39} (alternativa B) é a energia perdida no ano, em joules; falta dividir pelo tempo. E quem multiplica pelo tempo em vez de dividir chega a 2×1039×3,6×107=7,2×10462 \times 10^{39} \times 3{,}6 \times 10^{7} = 7{,}2 \times 10^{46}, a alternativa A.

A ideia em uma frase: potência é energia por tempo: ache a energia perdida e divida pelos segundos de um ano.

Resposta: alternativa C (5,6×10315{,}6 \times 10^{31} 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.

Prefere navegar prova por prova? Abra esta questão no Filatte Resolve.

Outras questões de Física do UNICAMP 2017

Gabarito e resolução de todas as questões de Física do UNICAMP 2017 →

Mais questões de Trabalho e energia, de todas as bancas, resolvidas passo a passo. Ver todos os assuntos →