Questão 141 do ENEM 2023 — Matemática
Em radiometria, a potência radiante emitida por uma fonte de radiação é diretamente proporcional à quantidade de energia, em joule (J), irradiada pela fonte, e inversamente proporcional ao intervalo de tempo, em segundo (s), que a fonte necessita para emitir essa energia. Por meio de sensores adequados, localizados em diferentes distâncias da fonte, medidas em metro (m), é possível medir a potência radiante por unidade de área que chega àquela posição.
A expressão que representa a unidade de medida para a grandeza potência radiante por unidade de área é
Resolução comentada
A questão pede a unidade de uma grandeza derivada: a potência radiante por unidade de área, obtida combinando as unidades do enunciado.
Pelo texto, potência radiante é energia dividida por tempo: J/s (que é o watt). A medida é feita em sensores a certas distâncias, e a grandeza pedida é essa potência por unidade de área, isto é, dividida por uma área em m².
Potência radiante = J ÷ s = J/s
Por unidade de área: (J/s) ÷ m² = J/(s · m²)
Como m² = m · m, isso é o mesmo que J · s⁻¹ · m⁻²
A resposta é a expressão que tem joule no numerador e, no denominador, o produto de segundo por metro ao quadrado: J/(s · m²). Os erros típicos são: dividir só por metro (J/(s · m)), esquecendo que área é m²; multiplicar a energia pelo tempo em vez de dividir; ou colocar a área no numerador, o que daria potência vezes área, e não potência por área. Qualquer representação que não leve J no numerador, s e m² no denominador fica fora.