Sobre o tema
A análise de unidades de medida é fundamental na física e engenharia para garantir a consistência de equações e modelos. Nesta questão do ENEM 2024, aborda-se a determinação da unidade de fluxo de água através de uma membrana filtrante, dada a relação de proporcionalidade direta com a vazão (mL/s) e inversa com a área (cm²). O conceito de fluxo, comum em fenômenos de transporte, é definido como a quantidade de uma grandeza que atravessa uma superfície por unidade de tempo. Ao montar a expressão dimensional, obtém-se mL/(s·cm²), destacando a importância de manipular unidades corretamente, evitando erros comuns como inversão de grandezas ou esquecimento de expoentes.
Tópicos relacionados
- Análise dimensional de grandezas físicas
- Relações de proporcionalidade direta e inversa
- Unidades de fluxo em fenômenos de transporte
- Conversão e manipulação de unidades no SI
- Aplicações de hidráulica e filtração
Enunciado
Uma tubulação despeja sempre o mesmo volume de água por unidade de tempo em uma caixa-d’água, o que significa dizer que a vazão de água nessa tubulação é constante. Na junção dessa tubulação com a caixa-d’água, está instalada uma membrana de filtragem cujo objetivo é filtrar eventuais impurezas presentes na água, combinado a um bom fluxo de água. O fluxo (fi) de água através da superfície da membrana é diretamente proporcional à vazão de água na tubulação, medida em mililitro por segundo, e inversamente proporcional à área da superfície da membrana, medida em centímetro quadrado.
A unidade de medida adequada para descrever o fluxo (fi) de água que atravessa a superfície da membrana é
Alternativas
- A)
mililitro vezes segundo vezes centímetro ao quadrado
- B)
abre parêntese, fração, numerador mililitro, denominador segundo, fecha parêntese, vezes centímetro ao quadrado
- C)
fração, numerador mililitro, denominador, abre parêntese, centímetro ao quadrado vezes segundo, fecha parêntese
- D)
fração, numerador, abre parêntese, centímetro ao quadrado vezes segundo, fecha parêntese, denominador mililitro
- E)
fração, numerador centímetro ao quadrado, denominador, abre parêntese, mililitro vezes segundo, fecha parêntese
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Perguntas frequentes
O que é análise dimensional e por que é importante?
Análise dimensional é o estudo das relações entre grandezas físicas através de suas dimensões (comprimento, tempo, massa, etc.). É importante para verificar a consistência de equações, deduzir unidades derivadas e evitar erros em cálculos.
Como se define fluxo em física?
Fluxo é a quantidade de uma grandeza (como volume, massa ou energia) que atravessa uma superfície por unidade de tempo. Matematicamente, é a taxa de transferência por área, podendo ser expresso como (grandeza)/(tempo·área).
Qual a unidade de fluxo volumétrico no SI?
No Sistema Internacional, o fluxo volumétrico (vazão) é medido em m³/s. Para fluxo por área (como neste caso), a unidade é m³/(s·m²) = m/s, mas em problemas com unidades diferentes, deve-se ajustar conforme as grandezas envolvidas.