Questão 154 do ENEM 2020Matemática

ENEM 2020Matemática1ª aplicação

Pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Viena, na Áustria, produziram miniaturas de objetos em impressoras 3D de alta precisão. Ao serem ativadas, tais impressoras lançam feixes de laser sobre um tipo de resina, esculpindo o objeto desejado. O produto final da impressão é uma escultura microscópica de três dimensões, como visto na imagem ampliada.

A escultura apresentada é uma miniatura de um carro de Fórmula 1, com 100 micrômetros de comprimento. Um micrômetro é a milionésima parte de um metro.

Usando notação científica, qual é a representação do comprimento dessa miniatura, em metro?
A
1,0 x 10-1
B
1,0 x 10-3
1,0 x 10-4
Resposta correta
D
1,0 x 10-6
E
1,0 x 10-7
Gabarito oficial: alternativa C

Resolução comentada

O problema nos pede para converter o comprimento de uma miniatura, dado em micrômetros, para metros, e expressar o resultado final em notação científica.

Primeiro, vamos analisar a informação fornecida no enunciado: a miniatura tem 100100 micrômetros de comprimento e um micrômetro equivale à milionésima parte de um metro.

A "milionésima parte" significa dividir algo por um milhão (1.000.0001.000.000). Em potências de base 1010, um milhão é escrito como 10610^6. Portanto, a milionésima parte de um metro pode ser representada matematicamente como: 1 microˆmetro=11.000.000 m=1106 m=106 m1 \text{ micrômetro} = \frac{1}{1.000.000} \text{ m} = \frac{1}{10^6} \text{ m} = 10^{-6} \text{ m}

Agora que sabemos a relação entre micrômetros e metros, podemos converter o comprimento total da miniatura. Como o carrinho tem 100100 micrômetros, multiplicamos esse valor pela equivalência em metros: Comprimento=100×106 m\text{Comprimento} = 100 \times 10^{-6} \text{ m}

Para expressar esse valor em notação científica, precisamos escrevê-lo no formato N×10nN \times 10^n, onde 1N<101 \leq N < 10 e nn é um número inteiro.

Sabemos que 100100 pode ser escrito como 10210^2. Substituindo isso na nossa expressão, temos: Comprimento=102×106 m\text{Comprimento} = 10^2 \times 10^{-6} \text{ m}

Utilizando a propriedade da multiplicação de potências de mesma base, conservamos a base e somamos os expoentes: Comprimento=102+(6) m\text{Comprimento} = 10^{2 + (-6)} \text{ m} Comprimento=104 m\text{Comprimento} = 10^{-4} \text{ m}

Para que o número fique no formato padrão e completo da notação científica, adicionamos o fator 1,01,0 à frente da potência de 1010: Comprimento=1,0×104 m\text{Comprimento} = 1,0 \times 10^{-4} \text{ m}

Analisando as alternativas, esse resultado corresponde à alternativa C.

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Fonte: prova oficial do ENEM 2020 (INEP). Resolução comentada pela equipe do Alvo ENEM.