Questão 176 do ENEM 2011Matemática

ENEM 2011Matemática1ª aplicação
Estrelas da Sequência Principal
Classe
Espectral
Temperatura Luminosidade Massa Raio
O5 40 000 \( 5 \times 10^5 \) 40 18
B0 28 000 \( 2 \times 10^4 \) 18 7
A0 9 900 80 3 2.5
G2 5 770 1 1 1
M0 3 480 0,06 0,5 0,6

Temperatura em Kelvin.

Luminosidade, massa e raio, tomando o Sol como unidade.

Disponível em: http://www.zenite.nu. Acesso em: 1 maio 2010 (adaptado).

Se tomarmos uma estrela que tenha temperatura 5 vezes maior que a temperatura do Sol, qual será a ordem de grandeza de sua luminosidade?
20 000 vezes a luminosidade do Sol.
Resposta correta
B
28 000 vezes a luminosidade do Sol.
C
28 850 vezes a luminosidade do Sol.
D
30 000 vezes a luminosidade do Sol.
E
50 000 vezes a luminosidade do Sol.
Gabarito oficial: alternativa A

Resolução comentada

Para resolver essa questão, precisamos interpretar os dados fornecidos na tabela e realizar algumas operações matemáticas básicas.

Primeiro, vamos identificar os dados referentes ao Sol. O enunciado nos diz que a luminosidade, a massa e o raio estão tomando o Sol como unidade. Isso significa que, para o Sol, esses três valores devem ser iguais a 11. Observando a tabela, a estrela que possui luminosidade, massa e raio iguais a 11 é a da classe espectral G2. A temperatura dessa estrela (o Sol) é de 5770 K5\,770\text{ K}.

O problema pede para considerarmos uma estrela com uma temperatura 55 vezes maior que a do Sol. Vamos calcular esse valor: T=5×5770=28850 KT = 5 \times 5\,770 = 28\,850\text{ K}

Agora, voltamos à tabela para procurar uma estrela que tenha uma temperatura próxima a 28850 K28\,850\text{ K}. A estrela da classe espectral B0 possui uma temperatura de 28000 K28\,000\text{ K}, o que é uma excelente aproximação para o nosso valor calculado.

Por fim, precisamos verificar a luminosidade dessa estrela da classe B0. Na tabela, a luminosidade indicada para ela é de 2×1042 \times 10^4. Convertendo essa notação científica para um número decimal comum, temos: 2×104=2×10000=200002 \times 10^4 = 2 \times 10\,000 = 20\,000

Como a tabela utiliza a luminosidade do Sol como unidade, isso significa que a luminosidade dessa estrela é 2000020\,000 vezes a luminosidade do Sol.

(Nota: As alternativas B e C trazem valores numéricos que correspondem às temperaturas da estrela B0 e da estrela hipotética, respectivamente, servindo como distratores para quem confundir as colunas da tabela.)

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Fonte: prova oficial do ENEM 2011 (INEP). Resolução comentada pela equipe do Alvo ENEM.