UCS Medicina · Inverno 2025.2 — Física com resolução

Física em Conhecimentos Gerais · Prova tipo A · gabarito conferido

Q2
Física geral — Unidades do SI — Frequência e potência por área

Um método para monitorar a ocorrência de migrações de pessoas é a utilização de satélites para medir a quantidade de luz proveniente da superfície da Terra. Por meio da captação da energia contida no espectro eletromagnético, é possível gerar imagens que apresentam a intensidade luminosa de uma determinada região e relacioná-la à presença humana e à sua atividade econômica. Quanto maior a quantidade de pontos de luz e a intensidade luminosa em uma região, maior a quantidade de habitantes e maior o indicativo do consumo de energia da cadeia produtiva e de serviços. Para a captação dessas informações, é necessário que o equipamento de sensoriamento selecione as frequências associadas ao espectro eletromagnético na faixa do visível e seja capaz de medir a potência da onda eletromagnética dividida pela área de captação do sensor do satélite. Em relação às grandezas físicas destacadas no texto, suas unidades de medida no Sistema Internacional são respectivamente

A)Frequência: $\mathrm{Hz}$; potência/área: $\mathrm{J\,s^{-3}\,m^{-2}}$.
B)Frequência: $\mathrm{rad}$; potência/área: $\mathrm{J\,m^2\,s^{-2}}$.
C)Frequência: $\mathrm{rad}$; potência/área: $\mathrm{N\,s^2\,m^{-2}}$.
D)Frequência: $\mathrm{Hz}$; potência/área: $\mathrm{J\,s^{-1}\,m^{-2}}$.
E)Frequência: $\mathrm{Hz}$; potência/área: $\mathrm{N\,J\,m^{-2}}$.
D
Resolução comentada

A frequência indica o número de ciclos por unidade de tempo. Sua unidade no SI é hertz.

$$1\ \mathrm{Hz}=1\ \mathrm{s^{-1}}$$

A potência é energia transferida por intervalo de tempo.

$$P=\frac{\Delta E}{\Delta t}$$

$$1\ \mathrm W=1\ \mathrm{J/s}$$

Dividindo pela área:

$$\left[\frac PA\right]=\mathrm{W/m^2}$$

$$\left[\frac PA\right]=\mathrm{J\,s^{-1}\,m^{-2}}$$

Portanto, as unidades são hertz e joule por segundo por metro quadrado. A potência por área é uma grandeza radiométrica; a introdução usa intensidade luminosa em sentido amplo, distinto da grandeza fotométrica do SI cuja unidade é candela.

Alternativa D.