Física1ª sérieBNCC EM13CNT205Média⏱ medio

Em uma atividade de Física aplicada à acústica, estudantes analisaram uma fonte sonora que emite ondas…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT205

Interpretar resultados e realizar previsões sobre atividades experimentais, fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas noções de probabilidade e incerteza, reconhecendo os limites explicativos das ciências.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Em uma atividade de Física aplicada à acústica, estudantes analisaram uma fonte sonora que emite ondas igualmente em todas as direções. A potência acústica emitida pela fonte é de 0,50 W. Um sensor foi colocado a 2,0 m da fonte. Considerando a propagação isotrópica e adotando p = 3,14, a intensidade sonora no ponto de medição pode ser calculada por I = P/(4pr²), em que I é a intensidade, P é a potência e r é a distância até a fonte. Com base nas informações do texto, qual é a intensidade sonora registrada pelo sensor, em W/m²?

A) 1,99 × 10⁻² W/m²
B) 9,95 × 10⁻³ W/m²
C) 2,51 × 10¹ W/m²
D) 3,98 × 10⁻² W/m²
E) 2,49 × 10⁻³ W/m²

✅ Resposta correta: alternativa B

Resolução passo a passo

Identifique os dados do enunciado: P = 0,50 W, r = 2,0 m e p = 3,14. A fórmula dada é I = P/(4pr^2).
Calcule r^2 = 2,0^2 = 4,0 m^2.
Calcule o denominador 4 x 3,14 x 4,0 = 50,24 m^2.
Divida a potência pela área: I = 0,50 / 50,24 = 0,009952 W/m^2, ou seja, aproximadamente 9,95 x 10^-3 W/m^2.
Conferência das alternativas erradas. A alternativa A (1,99 x 10^-2) usa r em vez de r^2. A alternativa C (2,51 x 10^1) multiplica a potência pelo denominador em vez de dividir. A alternativa D (3,98 x 10^-2) ignora o termo r^2 no cálculo. A alternativa E (2,49 x 10^-3) eleva a distância à quarta potência, ao usar (r^2)^2. O gabarito oficial B está correto e coincide com o resultado obtido por resolução independente.

💡 Dica: Aplique a fórmula da intensidade sonora diretamente.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimental

O aluno substituiu r^2 apenas por r, calculando 0,50/(4 x 3,14 x 2,0) = 0,0199. Assim, deixou de elevar a distância ao quadrado, que é a dependência característica da intensidade sonora.

B Correta

Substituindo os valores na expressão, obtém-se I = 0,50/[4 × 3,14 × (2,0)²] = 0,50/50,24 ≈ 9,95 × 10⁻³ W/m².

C Erradaerro: Procedimental

O aluno inverteu a operação e multiplicou a potência pelo denominador em vez de dividir, obtendo 0,50 x 50,24 = 25,12. Com isso, a intensidade ficou maior que a potência emitida, o que não faz sentido físico.

D Erradaerro: Conceitual

O aluno esqueceu de incluir a distância no cálculo e usou apenas 4p, obtendo 0,50/12,56 = 0,0398. Ele não percebeu que a intensidade diminui com o quadrado da distância.

E Erradaerro: Procedimental

O aluno elevou a distância à quarta potência, calculando (2,0^2)^2 = 16 em vez de 4, o que gera 0,50/200,96 = 0,00249. O erro está em aplicar o quadrado da distância duas vezes.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

Bloom Aplicar

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade unica

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 consolidacao

🎯 Conceito central

intensidade sonora

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

cálculo de intensidade sonora · potência acústica

📚 Reveja

Revisar a fórmula da intensidade sonora e suas aplicações.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a fórmula da intensidade sonora e aplicar valores incorretos, resultando em um cálculo errado da intensidade.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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