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Ciências da Natureza ENEM 2009 média~1 min

Questão 31 do ENEM 2009 comentada

Entenda como a frequência se relaciona à propagação das ondas eletromagnéticas e à cobertura de antenas.

Numeração do caderno azul · Ciências da Natureza

Questão 31ENEM 2009

O progresso da tecnologia introduziu diversos artefatos geradores de campos eletromagnéticos. Uma das mais empregadas invenções nessa área são os telefones celulares e smartphones. As tecnologias de transmissão de celular atualmente em uso no Brasil contemplam dois sistemas. O primeiro deles é operado entre as frequências de 800 MHz e 900 MHz e constitui os chamados sistemas TDMA/CDMA. Já a tecnologia GSM, ocupa a frequência de 1.800 MHz.

Considerando que a intensidade de transmissão e o nível de recepção “celular” sejam os mesmos para as tecnologias de transmissão TDMA/CDMA ou GSM, se um engenheiro tiver de escolher entre as duas tecnologias para obter a mesma cobertura, levando em consideração apenas o número de antenas em uma região, ele deverá escolher:

  1. A
    A tecnologia GSM, pois é a que opera com ondas de maior comprimento de onda.
  2. B
    A tecnologia TDMA/CDMA, pois é a que apresenta Efeito Doppler mais pronunciado.
  3. C
    A tecnologia GSM, pois é a que utiliza ondas que se propagam com maior velocidade.
  4. D
    Qualquer uma das duas, pois as diferenças nas frequências são compensadas pelas diferenças nos comprimentos de onda.
  5. E
    Qualquer uma das duas, pois nesse caso as intensidades decaem igualmente da mesma forma, independentemente da frequência.

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Resposta: Egabarito oficial do INEP

O que a questão cobra

A questão cobra a relação entre frequência, comprimento de onda e velocidade de propagação. Também exige interpretar como a intensidade recebida afeta a cobertura de uma antena.

Resolução

Considerando que a intensidade de transmissão e o nível de recepção “celular” sejam os mesmos

A intensidade de uma onda que se espalha pela região diminui com a distância. No modelo considerado pela questão, essa diminuição depende do espalhamento da energia, e não da frequência usada.

Intensidade ∝ 1/distância²

Assim, se a intensidade transmitida é a mesma nas duas tecnologias e o nível mínimo de recepção também é igual, cada antena alcança a mesma distância nos dois casos. Para cobrir uma região, não é necessário aumentar o número de antenas por causa da frequência: a cobertura é a mesma.

As frequências diferentes alteram os comprimentos de onda. Como a velocidade de propagação das ondas eletromagnéticas é a mesma no meio, uma frequência maior corresponde a um comprimento de onda menor. Isso, por si só, não muda a conclusão sobre a cobertura sob as condições estabelecidas no enunciado. Portanto, a escolha pode ser qualquer uma das duas tecnologias.

Alternativa por alternativa

  • A

    Como GSM opera em frequência maior, seu comprimento de onda é menor, não maior.

  • B

    O efeito Doppler não determina o número de antenas necessário para a cobertura descrita no enunciado.

  • C

    As ondas eletromagnéticas não se propagam mais rápido por terem frequência maior; no mesmo meio, a velocidade é a mesma.

  • D

    A relação entre frequência e comprimento de onda não significa que suas diferenças se compensem para determinar a cobertura. Pelo enunciado, a intensidade transmitida e o nível de recepção são iguais.

  • E

    Correta. Com as intensidades de transmissão e recepção iguais, a intensidade diminui da mesma forma com a distância, independentemente da frequência, conforme o modelo usado na questão.

Para lembrarA intensidade de uma onda que se espalha igualmente em todas as direções é proporcional a 1/distância²; no mesmo meio, velocidade = frequência × comprimento de onda.

Resolução escrita com ajuda de IA a partir do gabarito oficial e revisada por um segundo modelo antes de ir ao ar. Achou erro? Avise a gente.

Propagação: relação entre velocidade, frequência e comprimento de onda

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