UNICAMP 2024: A temperatura extremamente elevada no exterior da cápsula ioniza o ar atmosférico à sua volta

UNICAMP 2024: A temperatura extremamente elevada no exterior da cápsula ioniza o ar atmosférico à sua volta. Esses íons blindam a cápsula como uma gaiola de Faraday, impedindo, por alguns minutos, a comunicação por ondas eletromagnéticas de rádio (conversas entre a tripulação e a base na Terra, comandos à distância para ajustes de navegação, etc.).

O gráfico da figura a seguir mostra que, quanto maior a temperatura do ar externo, Tar, maior é a frequência limite da onda eletromagnética, f0, abaixo da qual não se pode estabelecer comunicação com a cápsula.

Se a temperatura do ar for Tar = 4800 K, qual é o comprimento de onda λ0 correspondente à frequência limite f0?

Dado: Velocidade da luz no vácuo: c = 3,0 ×10⁸ m/s.

a) 0,06 m.

b) 16,7 m.

c) 0,05 m.

d) 20 m.

RESOLUÇÃO (Oficina do Estudante):

A questão 37 traz a Ondulatória como tema. Aborda a emissão de ondas eletromagnéticas por objetos relacionando sua frequência e comprimento de onda à temperatura do objeto emissor. Era necessário, para conseguir as informações necessárias para a resolução, fazer a análise do gráfico fornecido pelo enunciado. A seguir, utilizar a equação fundamental da ondulatória.

Dados: Velocidade da luz no vácuo c = 3 x 10⁸ m/s; Tar = 4800 K; 𝜆0 = ?

Pela leitura do gráfico, tem-se que a frequência limite f0, para a temperatura T = 4800 K, é f0 = 5 GHz, ou seja: f0 = 5 x 10⁹ Hz. A partir da equação fundamental da ondulatória, 𝑣 = 𝜆 . 𝑓, dos dados fornecidos e do valor de f0 encontrado, obtém-se: