Considere uma onda eletromagnética de 400 MHz com campo elé...

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Q4154036 Engenharia de Telecomunicações
Considere uma onda eletromagnética de 400 MHz com campo elétrico de amplitude de 1V propagando-se na água. O meio não apresenta perdas e têm-se as características da água, com aproximações de μ=μo e ε = 70εo, na frequência dada. Assim, calcule a velocidade de propagação da onda (vp) e assinale a opção correta.
Alternativas

Gabarito comentado

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Gabarito: E

Fundamento decisivo: O dado decisivo era o meio sem perdas com μ = μ0 e ε = 70ε0, pois isso leva diretamente ao uso de v = c/√(μrεr). Com μr = 1 e εr = 70, a velocidade calculada é compatível com a alternativa E.

Tema central: Velocidade de propagação em dielétrico
Análise das alternativas
A
Errada
Incorreta. O valor 1,2×10^7 m/s é incompatível com o cálculo exigido para meio sem perdas com μr = 1 e εr = 70, que fornece v ≈ 3,6×10^7 m/s.
B
Errada
Incorreta. O valor 1,5×10^7 m/s não corresponde ao resultado de v = c/√70; o procedimento correto leva a aproximadamente 3,6×10^7 m/s.
C
Errada
Incorreta. O valor 2,0×10^7 m/s não coincide com a velocidade obtida a partir de v = 1/√(με) usando μ = μ0 e ε = 70ε0.
D
Errada
Incorreta. O valor 2,1×10^7 m/s também contraria o cálculo direto da velocidade no meio dado, cujo resultado aproximado é 3,6×10^7 m/s.
E
Certa
Em meio sem perdas, a velocidade de propagação da onda eletromagnética é dada por v = 1/√(με), ou, em termos relativos, v = c/√(μrεr). Como o enunciado informa μ = μ0 e ε = 70ε0, segue que μr = 1 e εr = 70. Então v = 3×10^8/√70 ≈ 3×10^8/8,37 ≈ 3,6×10^7 m/s. A alternativa E é a única compatível com esse procedimento.
Pegadinha da questão
A confusão real era tentar usar a frequência de 400 MHz ou a amplitude de 1 V no cálculo de vp, quando, neste modelo, a velocidade é determinada apenas por μ e ε informados para o meio sem perdas.
Dica para questões semelhantes
  • Se o enunciado disser que o meio é sem perdas, comece pela relação v = 1/√(με).
  • Quando aparecerem μ = μ0 e ε = kε0, converta imediatamente para μr = 1 e εr = k para usar v = c/√(μrεr).
  • Não use amplitude do campo para calcular velocidade de propagação em meio linear e sem perdas.
  • Se o enunciado já fornece ε para a frequência considerada, a velocidade decorre desses parâmetros do meio, sem necessidade de calcular comprimento de onda ou impedância.

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