EBMSP Medicina 2013/2
O Sistema de Posicionamento Global (GPS) é composto por 27 satélites em órbita ao redor da Terra. Um receptor GPS padrão não só situará a pessoa, no mapa, em um determinado local como também irá traçar seu caminho, por um mapa, à medida que a pessoa se desloca. Ao deixar o receptor ligado, ele permanecerá em constante comunicação com os satélites GPS, indicando a sua posição. Com essas informações e com seu relógio interno, o receptor pode dar diversas indicações, tais como: a distância que a pessoa percorreu (odômetro), por quanto tempo, a velocidade atual desenvolvida (velocímetro), a velocidade média, uma trilha – que mostra, no mapa, exatamente por onde se deslocou –, o tempo estimado até o destino final, caso mantenha sua velocidade atual.
Tratando-se das propriedades físicas de micro-ondas utilizadas no sistema de navegação por satélite, é correto afirmar:
As micro-ondas podem ser produzidas utilizando duas hastes condutoras com extremidades associadas a um gerador elétrico, e uma chave que deve ser ligada e desligada rapidamente.
Os campos elétrico e magnético, ambos variáveis, que compõem a onda micro-ondas, se propagam em meios homogêneos com a oposição de fase.
A razão entre a intensidade do campo magnético B e a intensidade do campo elétrico E é constante e igual à velocidade de propagação da radiação luminosa v.
As micro-ondas são usadas nas transmissões de comunicações porque essas ondas não sofrem interferência destrutiva nem difração.
O curto tempo de exposição às micro-ondas favorece a produção de melanina que bronzeia a pele, porém o excesso poderá provocar o câncer de pele.
Resolução
Para que um receptor GPS funcione, ele precisa trocar sinais de micro-ondas com vários satélites. Portanto, a questão investiga propriedades físicas dessas ondas eletromagnéticas.
Análise das alternativas
1. As ondas eletromagnéticas, inclusive as micro-ondas, são geradas sempre que cargas elétricas aceleram. Um dipolo simples (duas hastes metálicas ligadas a um gerador de corrente alternada) é o dispositivo elementar usado para produzir radio-ondas e micro-ondas. Quanto mais rápida for a comutação (frequência), maior será a frequência da radiação: se chegar à faixa de GHz, tem-se micro-ondas.
2. Numa onda eletromagnética plana em meio homogêneo, os campos elétrico (E) e magnético (B) estão:
- em fase (máximos e mínimos ocorrem simultaneamente);
- ortogonais entre si e à direção de propagação;
- relacionados por \(E/B = c\) no vácuo (ou \(v\) no meio).
3. Microwaves sofrem difração, interferência etc. como qualquer onda; a escolha dessa faixa para telecomunicações se deve principalmente à sua frequência elevada (grande largura de banda) e à relativa baixa absorção atmosférica, não à ausência de fenômenos ondulatórios.
4. Bronzeamento e risco de câncer de pele estão associados à radiação ultravioleta, não às micro-ondas, cujo efeito principal é aquecer materiais que contêm água.
Conclusão
A única afirmação em acordo com a Física das micro-ondas é a Alternativa A.
Dicas
Erros Comuns
Revisão de conceitos
- Onda eletromagnética: perturbação composta por campos E e B perpendiculares e em fase, propagando-se a velocidade \(v = c/\sqrt{\varepsilon_r\mu_r}\).
- Relação E–B: \(E = v B\) (no vácuo, \(v=c\)).
- Geração: qualquer carga acelerada emite radiação. Um dipolo (duas hastes ligadas a um gerador AC) é a antena mais simples.
- Fenômenos ondulatórios: reflexão, refração, difração e interferência ocorrem com todas as ondas.
- Efeito biológico: micro-ondas aquecem; UV bronzeia e pode causar câncer.
