Um estudante observa que tanto o forno de micro-ondas quanto o controle remoto de TV utilizam ondas invisíveis para transmitir energia.
A) São mecânicas e exigem ar para se propagar.
B) São eletromagnéticas e se propagam no vácuo.
C) São estacionárias e não transportam energia.
D) São longitudinais e dependem de meios elásticos.
E) Têm velocidade variável conforme a frequência.
A) São mecânicas e exigem ar para se propagar.
B) São eletromagnéticas e se propagam no vácuo.
C) São estacionárias e não transportam energia.
D) São longitudinais e dependem de meios elásticos.
E) Têm velocidade variável conforme a frequência.
Passo 1
O enunciado diz que um estudante observa que tanto o forno de micro-ondas quanto o controle remoto de TV utilizam ondas invisíveis para transmitir energia e pede que você escolha, entre as alternativas A, B, C, D e E, qual afirmação é correta sobre essas ondas.
Informações relevantes dadas pelo enunciado:
Informações relevantes dadas pelo enunciado:
- Tanto o forno de micro-ondas quanto o controle remoto usam “ondas invisíveis” para transmitir energia.
- Temos cinco afirmativas (A–E) que descrevem propriedades possíveis dessas ondas; precisamos identificar a única correta.
Passo 2
Vamos identificar o que é usado em cada caso (sem resolver ainda): o forno de micro-ondas gera ondas chamadas comumente de “micro-ondas” e o controle remoto de TV usa luz infravermelha (IR) pulsada. Essas são descrições do tipo de onda emitida por cada aparelho. Aqui eu só estou explicitando o que o enunciado sugere: ambos usam ondas eletromagnéticas (micro-ondas e infravermelho são faixas do mesmo tipo de onda). Vou explicar o que isso significa em detalhes nos passos seguintes.
Passo 3
O que é uma onda eletromagnética (explicação didática)?
- Uma onda eletromagnética é uma perturbação composta por campos elétrico e magnético oscilantes que se propagam no espaço.
- Essas oscilações ocorrem perpendicularmente à direção de propagação (são, em geral, transversais).
- Importante: ondas eletromagnéticas não precisam de um meio material (ar, água, etc.) para se propagar — elas podem viajar no vácuo.
Exemplo numérico para ter ideia: a frequência típica das micro-ondas de forno é da ordem dee a luz infravermelha de controles remotos tem comprimento de onda típico próximo de (o que corresponde a uma frequência da ordem de ). Essas quantidades mostram que ambos são faixas diferentes da mesma família (ondas eletromagnéticas).
Passo 4
Propagação no vácuo e transporte de energia (aula curta e clara):
- Ondas eletromagnéticas transportam energia; é por isso que um forno de micro-ondas aquece alimentos: a energia das micro-ondas é absorvida pela matéria e transformada em calor.
- Um controle remoto transmite sinais (pequena energia de fótons infravermelhos) que o receptor da TV converte em informações elétricas.
- No vácuo a velocidade dessas ondas é uma constante
, com . Em outros meios a velocidade pode mudar, mas isso não invalida que no vácuo elas se propagam.
Passo 5
Analisando a alternativa A: “São mecânicas e exigem ar para se propagar.”
- O que é uma onda mecânica? É uma perturbação que precisa de um meio material (como som em ar, ondas em corda, etc.).
- Como eu expliquei, micro-ondas e infravermelho são ondas eletromagnéticas e não exigem meio material para existir.
Conclusão: a alternativa A é falsa.
Passo 6
Analisando a alternativa C: “São estacionárias e não transportam energia.”
- Ondas estacionárias (ou estacionárias ideais) são padrões resultantes da superposição de ondas que andam em sentidos opostos; nelas não há transporte líquido de energia ao longo do espaço (há troca local entre cinética e potencial).
- Na prática, o forno pode ter padrões de campo que lembram modos estacionários dentro da cavidade, mas o objetivo do aparelho é transferir energia para o alimento — e o controle remoto envia pulsos que viajam até o receptor (ondas viajantes). Além disso, a frase do enunciado diz que ambos “transmitem energia”.
Conclusão: a alternativa C é falsa.
Passo 7
Analisando a alternativa D: “São longitudinais e dependem de meios elásticos.”
- Ondas longitudinais têm deslocamento do meio paralelo à direção de propagação (por exemplo, som no ar). Essas são tipicamente mecânicas e dependem das propriedades elásticas do meio.
- Ondas eletromagnéticas são, em geral, transversais: os campos oscilam perpendicularmente à direção de propagação, e não dependem de um meio elástico.
Conclusão: a alternativa D é falsa.
Passo 8
Analisando a alternativa E: “Têm velocidade variável conforme a frequência.”
- Em geral, a dependência da velocidade em relação à frequência é chamada de dispersão. Em meios materiais muitas ondas eletromagnéticas apresentam dispersão: a velocidade (fase ou grupo) pode variar com a frequência.
- Contudo, no vácuo as ondas eletromagnéticas têm velocidade única independente da frequência:
. O enunciado comparou os dois aparelhos sem restringir a um meio material diferente; dizer que “têm velocidade variável conforme a frequência” como propriedade geral dos sinais usados por esses aparelhos é incorreto se considerarmos que a característica fundamental é que são ondas eletromagnéticas que se propagam no vácuo com velocidade .
Conclusão: a alternativa E é imprecisa/errada como afirmação geral e, portanto, falsa no contexto da questão.
Passo 9
Analisando a alternativa B: “São eletromagnéticas e se propagam no vácuo.”
- Isso coincide com as explicações: micro-ondas e infravermelho são faixas do espectro eletromagnético e, por serem ondas eletromagnéticas, conseguem se propagar no vácuo (sem necessidade de ar). Elas transportam energia.
Conclusão: a alternativa B é correta.
Passo 10
Resumo final e incentivo: escolhemos a alternativa que descreve corretamente a natureza das ondas usadas em ambos os aparelhos. Se você estiver nervoso para a prova, lembre: identificar se uma onda é mecânica ou eletromagnética e lembrar se precisa de meio (sim → mecânica; não → eletromagnética) é uma estratégia rápida que resolve questões assim. Você está indo bem — foco nos padrões e eliminações como fizemos aqui!
Resposta
B