UNIOESTE 2017 — questão 20 de Física

Gabarito EFísica moderna — meia-vida do carbono-14 e dataçãoConcurso Vestibular · Conhecimentos Gerais
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 20 de Física do UNIOESTE 2017

Enunciado em texto

Uma técnica muito conhecida para se estimar a idade de um fóssil é através da quantidade de Carbono-14 contida nele. Este isótopo radioativo decai espontaneamente para o elemento Nitrogênio-14 através da emissão de uma partícula beta. Uma curva típica de decaimento do Carbono-14 é mostrada na figura abaixo. Pesquisadores desejam estimar a idade de uma concha marinha encontrada em um sítio arqueológico. Se eles determinam que ela contém aproximadamente 3,13% de Carbono-14 em relação à quantidade presente em um organismo vivo do mesmo tipo, assinale a alternativa que indica CORRETAMENTE a idade estimada para o fóssil.

[Gráfico: Quantidade de C-14 (g), de 0 a 40, × Tempo × 10310^3 (anos). A curva cai de 40 g em t = 0 para 20 g em 5,7, para 10 g em 11,4 e para 5 g em 17,1 (mil anos).]

(A) 5700 anos.

(B) 11400 anos.

(C) 17100 anos.

(D) 22800 anos.

(E) 28500 anos.

(Enunciado e figura: Vestibular UNIOESTE 2017 — Unioeste.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOESTE).

Resolução comentada

O que a questão pede: quantas meias-vidas são necessárias para sobrar 3,13% do carbono-14.

Passo 1 — a meia-vida pelo gráfico. A quantidade cai à metade (40 → 20 → 10 → 5 g) a cada 5,7 mil anos:

T1/2=5700 anosT_{1/2} = 5700\ \text{anos}

Passo 2 — quantas meias-vidas. A cada meia-vida sobra a metade: 100% → 50% → 25% → 12,5% → 6,25% → 3,125%. São 5 meias-vidas:

(12)5=132≈3,13%\left(\frac{1}{2}\right)^5 = \frac{1}{32} \approx 3{,}13\%

Passo 3 — a idade.

t=5×5700=28 500 anost = 5 \times 5700 = 28\,500\ \text{anos}

⚠️ A armadilha: ler o gráfico até onde ele vai (17 100 anos, 3 meias-vidas, que deixam 12,5%) e marcar C. O gráfico só mostra o início do decaimento; para chegar a 3,13% é preciso continuar dividindo por 2.

A ideia em uma frase: conte quantas vezes é preciso dividir por 2 para chegar à fração restante e multiplique pela meia-vida.

Resposta: alternativa E (28 500 anos).

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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