Atividades sobre Uso Indevido da Ciência e Discriminação com gabarito — 1ª série, 2ª série, 3ª série, ENEM, FUVEST, UEL, UNESP (EM13CNT305)

Quando recebi no planejamento o código EM13CNT305, confesso que minha primeira reação foi de estranhamento. Uma habilidade sobre uso indevido da ciência e discriminação parecia distante das fórmulas e dos cálculos que eu costumava cobrar. Mas logo percebi que ela é uma das mais úteis para mostrar aos alunos que a Física não é neutra quando alguém a usa para justificar decisões sobre pessoas.

O desafio foi transformar esse código em aula e em avaliação de verdade, sem perder o rigor da disciplina. Foi nesse processo que comecei a montar questões que exigem cálculo, interpretação e análise crítica ao mesmo tempo.

O que a habilidade EM13CNT305 pede, de verdade?

Na prática, a habilidade pede que o aluno saiba identificar quando um conhecimento científico é usado de forma errada para justificar tratamento desigual entre pessoas. Não se trata de decorar uma lei física, mas de reconhecer que um argumento só é científico se a relação causal afirmada realmente existe e se os dados sustentam a conclusão. Quando um conceito é esticado para justificar exclusão, o problema não está na Física, e sim no uso que se faz dela.

Investigar e discutir o uso indevido de conhecimentos das Ciências da Natureza na justificativa de processos de discriminação, segregação e privação de direitos individuais e coletivos, em diferentes contextos sociais e históricos, para promover a equidade e o respeito à diversidade.

Em outras palavras: o aluno precisa saber investigar um argumento, separar o que é grandeza física do que é pura suposição social e discutir as consequências desse uso para grupos de pessoas. Isso aparece em situações como catracas com sensores, listas de procedimentos em fábricas, regras de embarque e medidas urbanas que alegam aquecimento ou desconforto sem medir nada.

Como trabalhar EM13CNT305 em sala?

Algumas ideias que funcionaram bem para mim, sem exigir material caro:

• Traga um caso real de notícia ou de regulamento e peça que os alunos sublinhem a frase que alega uma relação física. Depois, perguntem: essa relação existe? Os dados mostram isso?
• Use o próprio celular: um cronômetro de reação em aula mostra como a resolução temporal depende da taxa de atualização da tela. A discussão sobre quem foi "mais lento" ganha outro sentido.
• Faça um debate curto em que um grupo defende a medida e outro refuta com argumentos físicos. O foco é a qualidade do argumento, não quem vence.
• Peça que os alunos reescrevam uma justificativa indevida corrigindo o conceito, mantendo a intenção de segurança ou eficiência de forma neutra.

Como avaliar essa habilidade?

Uma boa questão desse código precisa cobrar que o aluno identifique a relação causal feita no texto e a compare com o modelo físico. Ela deve trazer dados suficientes para o cálculo ou para a análise, e as alternativas erradas devem ser plausíveis, não caricatas. Quando montei as questões abaixo, a regra foi essa: a resposta certa só aparece se o aluno realmente entender a física por trás do argumento.

Erros comuns que vejo em avaliações desse tipo: tratar qualquer correlação como causa, cobrar apenas a memorização de um conceito sem contexto, ou criar um enunciado em que a alternativa correta fique óbvia pelo tamanho do texto. Vale revisar sempre se o aluno precisa pensar ou apenas reconhecer palavras-chave.

Questões prontas de EM13CNT305 (com gabarito comentado)

Questão 1: folhas de procedimentos em uma fábrica

Folhas de procedimentos internos de uma fábrica descrevem que operadores indígenas não devem acionar o guindaste rotativo de elevação de peças pesadas. Segundo o gerente, a massa corporal e "menor inércia" desses funcionários reduz a eficiência do torque e sobrecarrega o motor, aumentando o risco de falhas mecânicas. O manual cita ainda a aceleração angular de 2 rad/s² e momento de inércia do tambor de 500 kg·m², sugerindo que a diferenciação é necessária para otimizar o desempenho do equipamento.

Analise o texto-base e identifique a justificativa que faz uso indevido de um conceito de Física para segregar trabalhadores.

• ❌ A) O risco de falha mecânica pode ser relacionado às condições de operação do equipamento — as condições de operação podem estar relacionadas ao risco de falhas mecânicas, mas isso não permite concluir que a massa corporal dos trabalhadores reduza o torque nem justifica a segregação.
• ❌ B) A relação entre o momento de inércia do tambor e sua aceleração angular descreve o torque do equipamento — essa relação é compatível com a dinâmica rotacional, pois o torque é o produto do momento de inércia pela aceleração angular; não é um uso indevido.
• ❌ C) A aceleração angular informada descreve a variação da rotação do tambor durante o funcionamento — essa interpretação está correta e não justifica a segregação dos trabalhadores.
• ✅ D) A aplicação incorreta do princípio da inércia ao associar menor inércia corporal à redução de torque no guindaste — a inércia corporal dos operadores não determina o torque do guindaste, que depende do momento de inércia do tambor e de sua aceleração angular. Usar essa suposta diferença para segregar é uma aplicação indevida do conceito.
• ❌ E) O momento de inércia informado caracteriza a resistência do tambor à mudança de rotação — a afirmação interpreta corretamente o dado e não constitui a justificativa indevida.

Dica de resolução: separe as propriedades do tambor das características corporais dos trabalhadores e avalie a relação física apresentada.

Questão 2: o teste do aplicativo de entregas

— Seu tempo médio foi 0,24 s; o corte é 0,20 s. Não dá para contratar — disse o recrutador, ao encerrar a seleção para entregadores por aplicativo. O teste consistia em tocar na tela do próprio celular assim que um círculo mudasse de cor. Um candidato questionou que pessoas com celulares antigos estavam sendo eliminadas. O recrutador respondeu: "tempo é uma grandeza física objetiva; se deu 0,24 s, é porque você é mais lento". No regulamento, o aplicativo informava apenas dois dados técnicos: em alguns aparelhos a tela atualiza a 30 Hz e, em outros, a 120 Hz. O registro do instante da mudança de cor e do toque é feito sincronizado com essas atualizações, armazenando o tempo em múltiplos de 1/f (em segundos), onde f é a taxa de atualização do aparelho.

Analise a situação e identifique a interpretação física que evidencia o uso indevido da "objetividade do tempo" para justificar a exclusão de candidatos.

• ❌ A) Reconhecer que a variação local de g com a altitude muda o tempo de reação em décimos de segundo, tornando o corte inválido — erro de escala: variações de g são muito pequenas e não afetam o tempo de reação humano nesse nível; o ponto é a resolução do aparelho.
• ❌ B) Reconhecer que a inércia do dedo, por depender da massa, faz pessoas maiores reagirem mais devagar — generalização indevida: a reação envolve processamento neural e decisão, não só inércia, e ignora o erro de medição imposto por 1/f.
• ❌ C) Reconhecer que o brilho da tela aquece o dedo e altera a velocidade do toque — erro causal: o aquecimento pela tela é desprezível e não explica diferenças ligadas aos passos de 1/f no registro do tempo.
• ✅ D) Reconhecer que a taxa f limita a resolução temporal (1/f), tornando injusta a comparação de tempos medidos em aparelhos diferentes — como o tempo é quantizado em passos de 1/f, celulares com f menor medem com pior resolução, podendo inflar o valor e excluir candidatos.
• ❌ E) Reconhecer que o campo magnético do celular interfere nos nervos e atrasa o toque em dezenas de milissegundos — apelo pseudocientífico: não há mecanismo relevante para atrasos sistemáticos desse porte, faltando base física.

Dica de resolução: considere como a taxa de atualização do aparelho afeta a precisão da medição do tempo.

Questão 3: a catraca do centro cultural

Em uma catraca de um centro cultural, um sistema de detecção de presença utiliza um LED infravermelho de comprimento de onda 850 nm e um fotodiodo. A entrada é liberada quando a potência óptica refletida pela face da pessoa e recebida pelo sensor é suficiente. Após uma auditoria, verificou-se que pessoas de pele mais escura eram encaminhadas com maior frequência para revista adicional. O gestor afirmou que isso seria uma consequência inevitável da Física, pois essas pessoas refletiriam menos luz. A equipe responsável pelo sistema contestou essa justificativa, argumentando que um equipamento de segurança deve funcionar com o mesmo critério para todas as pessoas, sem procedimentos diferenciados por aparência.

No modelo adotado pelo manual técnico, a potência recebida pelo fotodiodo é dada por P_r = P_0 R A/(4πd²), em que P_0 é a potência óptica emitida, R é a refletância efetiva, A é a área de coleta do sensor e d é a distância entre o emissor e a pessoa. Para o sistema, A = 0,90 cm², d = 1,5 m e o alarme é acionado quando P_r < 60 nW. Consideram-se R = 0,60 para uma refletância maior e R = 0,20 para uma refletância menor. Por razões de projeto, o limiar, a área e a distância não podem ser alterados; somente P_0 pode ser ajustada para ter o mesmo valor para todas as pessoas.

Considerando o modelo físico apresentado, qual ajuste na potência emitida deve ser adotado para garantir P_r = 60 nW mesmo no caso de R = 0,20, reduzindo o acionamento desigual do alarme sem estabelecer procedimentos diferentes para as pessoas?

• ❌ A) Elevar P_0 para 40 mW para todas as pessoas, mantendo o mesmo limiar de 60 nW — esse valor não satisfaz a condição para R = 0,20; a potência recebida permanece inferior a 60 nW.
• ❌ B) Manter P_0 em 30 mW para todas as pessoas, mantendo o mesmo limiar de 60 nW — com 30 mW, a potência para R = 0,20 fica abaixo de 60 nW, sem atender ao mínimo.
• ❌ C) Elevar P_0 para 120 mW para todas as pessoas, mantendo o mesmo limiar de 60 nW — garantiria a potência mínima, mas não é o ajuste necessário obtido pelo modelo; aumenta a emissão além do suficiente.
• ✅ D) Elevar P_0 para aproximadamente 95 mW para todas as pessoas, mantendo o mesmo limiar de 60 nW — para R = 0,20, impõe-se P_r = 60 nW, logo P_0 = P_r·4πd²/(RA). Convertendo A = 0,90 cm² para 9,0 × 10⁻⁵ m² e usando d = 1,5 m, obtém-se P_0 ≈ 9,4 × 10⁻² W, ou cerca de 95 mW. Como a mesma potência vale para todos, o critério continua único. A menor refletância não torna a revista inevitável; ela revela a necessidade de projetar para o caso de menor sinal.
• ❌ E) Elevar P_0 para 60 mW para todas as pessoas, mantendo o mesmo limiar de 60 nW — ainda é insuficiente para a menor refletância, não garantindo P_r ≥ 60 nW.

Dica de resolução: calcule P0 mínimo para R=0,20 mantendo Pr≥60 nW.

Questão 4: a lancha de passeio

Em uma atividade de educação ambiental no litoral brasileiro, uma associação avaliou o embarque de pessoas em uma lancha de passeio. O fabricante informa que a embarcação pode transportar, com segurança, a massa total de passageiros e equipamentos prevista para a atividade. Um passageiro que utiliza cadeira de rodas seria incluído sem ultrapassar esse limite. Durante a análise, um organizador afirmou: "A entrada desse passageiro aumentará a massa total e, como a força de arrasto cresce com o quadrado da velocidade, o barco poderá capotar; por isso, o embarque deve ser impedido". Para avaliar a afirmação, considere que o peso adicional faz a lancha deslocar um volume um pouco maior de água, aumentando o empuxo, enquanto a estabilidade depende também da distribuição das massas e dos limites de projeto da embarcação.

Com base no texto, qual é o uso indevido de conceitos físicos presente na justificativa do organizador?

• ✅ A) Concluir que o aumento da massa provoca, por si só, uma força de arrasto capaz de causar o capotamento, sem considerar o ajuste do empuxo e as condições de estabilidade — o arrasto depende da velocidade, da forma do casco e do fluido, não apenas da massa; e o empuxo aumenta com o deslocamento de água. O capotamento exige analisar a distribuição de massa e a estabilidade.
• ❌ B) Concluir que o aumento da massa reduz o empuxo, provocando o capotamento mesmo dentro da capacidade da embarcação — o empuxo tende a aumentar para equilibrar o peso adicional, desde que não se ultrapassem os limites de projeto.
• ❌ C) Concluir que qualquer aumento da massa faz a linha d'água subir até causar o capotamento — a linha d'água pode subir com mais carga, mas isso não significa capotamento; é preciso verificar capacidade e estabilidade.
• ❌ D) Concluir que o aumento da massa elimina a influência da velocidade sobre o arrasto — o arrasto continua dependendo da velocidade e das características do casco; a massa não permite concluir sozinha que haverá capotamento.
• ❌ E) Concluir que respeitar a capacidade nominal impede qualquer alteração no equilíbrio e na posição do centro de massa — a entrada de uma pessoa pode alterar a distribuição das massas sem ultrapassar o limite de massa.

Dica de resolução: analise o texto e relacione os conceitos físicos corretos sobre empuxo e força de arrasto.

Questão 5: a nota sobre os parques

Em um município brasileiro, uma nota do departamento de urbanismo defendeu a instalação de barreiras em alguns parques para impedir a permanência de pessoas em situação de rua. O documento afirmava que essas pessoas, por apresentarem metabolismo elevado, emitiriam até 15% mais radiação térmica do que os demais frequentadores, causando aquecimento prejudicial em bancos e equipamentos públicos. A nota não apresentava medições de temperatura, comparação entre ambientes ou avaliação dos materiais dos equipamentos. Em Física, corpos à temperatura ambiente emitem principalmente radiação infravermelha, cuja intensidade depende de fatores como temperatura, área e emissividade; além disso, a troca de energia térmica com o ambiente ocorre por radiação, condução e convecção.

Considerando o texto-base, qual análise refuta especificamente a relação causal apresentada entre metabolismo, radiação térmica e necessidade de instalar barreiras nos parques?

• ❌ A) A nota está correta, pois 15% de emissão implica variação igual de temperatura dos bancos e equipamentos — uma porcentagem de emissão não determina uma variação igual de temperatura em outros corpos.
• ❌ B) A nota está correta, pois qualquer aumento na emissão infravermelha representa aquecimento prejudicial — o aumento não implica, por si só, aquecimento prejudicial; o efeito depende de intensidade, distância, tempo e características térmicas.
• ❌ C) A nota está correta, pois o metabolismo elevado impede o equilíbrio térmico e o calor se acumula nos bancos — o calor não se acumula necessariamente nos objetos próximos; as trocas dependem das condições ambientais.
• ❌ D) A nota está correta, pois a radiação térmica se comporta como radiação ionizante — a radiação infravermelha emitida por corpos à temperatura ambiente é não ionizante e não tem o efeito atribuído.
• ✅ E) A nota transforma uma possível diferença na emissão infravermelha em prova de aquecimento prejudicial, sem medições que demonstrem esse efeito nem relação física que justifique restringir o acesso ao espaço público — um metabolismo mais elevado pode associar-se a mais emissão, mas isso não demonstra aquecimento relevante. Seria preciso medir temperaturas e considerar a transferência de calor. A nota usa um conceito físico de modo indevido para fundamentar uma exclusão.

Dica de resolução: analise o uso correto dos conceitos físicos relacionados à radiação e ao calor.

Questão 6: a câmera infravermelha no evento

Uma prefeitura avaliou o uso de câmeras infravermelhas em um projeto de pesquisa sobre acesso a áreas climatizadas de um evento. O equipamento registra a radiação térmica emitida pela superfície do corpo, cuja intensidade depende de fatores físicos como temperatura, emissividade, área observada e distância até o sensor. No teste, a câmera foi calibrada, os participantes permaneceram à mesma distância e a mesma região descoberta do rosto foi analisada. Ainda assim, a proposta original pretendia bloquear a entrada de pessoas classificadas como pertencentes a determinado grupo socioeconômico com base apenas no valor registrado pelo sensor.

Com base no texto, identifique o equívoco físico que invalida o uso da medida de radiação térmica para restringir o acesso segundo a condição socioeconômica dos participantes.

• ❌ A) Supor que a radiação infravermelha seja bloqueada completamente por qualquer cobertura sobre a pele — roupas podem atenuar a radiação, mas não se pode afirmar que bloqueiem toda emissão; isso trata da transmissão, não da inferência social.
• ✅ B) Supor que uma medida de radiação térmica permita determinar diretamente a condição socioeconômica de uma pessoa — a radiação registrada é uma grandeza física ligada à superfície observada e ao arranjo de medição. Mesmo com calibração e distância controladas, o valor não contém informação que determine a condição socioeconômica. Classificar pessoas assim é inferência sem fundamentação física.
• ❌ C) Supor que a mesma região corporal tenha sempre a mesma temperatura em todos os participantes — a padronização não torna iguais as temperaturas, mas essa suposição trata da uniformidade dos valores, não da associação com a condição socioeconômica.
• ❌ D) Supor que a radiação registrada seja exclusivamente refletida pela pele — o texto indica emissão pela superfície; confundir emissão com reflexão é erro conceitual, mas não é o equívoco que fundamenta a classificação social.
• ❌ E) Supor que a calibração elimine todas as variações físicas da radiação emitida — a calibração reduz erros instrumentais, mas não elimina fatores reais como temperatura e emissividade; trata da precisão, não da inferência social.

Dica de resolução: analise o conceito físico de radiação térmica e sua relação com características humanas.

Próximos passos

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As questões aqui são exemplos para apoiar seu planejamento; revise sempre o conteúdo conforme a realidade da sua turma. Bom trabalho em sala!