Questão de Física — Energia Cinética, Potencial e Mecânica. Trabalho e Potência — PICSIS 2019

Analise a seguinte situação problema para responder a questão.

Uma questão da medicina contemporânea é a avaliação dos riscos envolvidos nas muitas opções de usos das radiações ionizantes para a produção de imagens internas do corpo humano, que muito tem colaborado com a consolidação dos diagnósticos. Um problema que se mostrou desafiador foi estabelecer a correlação entre a absorção de radiação e seus efeitos biológicos. Ao longo da história, foram utilizadas diversas formas de mensurar a dose de absorção de radiação pelo corpo humano, com destaque para as medidas que levam em conta fatores atenuantes relativos ao efeito biológico da dose efetivamente absorvida pelos tecidos. Atualmente a unidade de medida utilizada que reflete essa abordagem é o Sievert (Sv), que mostra a quantidade de energia absorvida por cada quilograma de massa, ou seja, 1 Sv = 1 J/kg. O uso atual dos equipamentos emissores de radiação ionizantes segue diversas normas e limites de segurança determinados cientificamente. Para cada caso específico, a determinação da dosimetria adequada configura um problema.

A fim de determinar a potência máxima, adequada para a interação de um feixe de raios-X com o tecido humano, construiu-se o arranjo experimental representado na figura abaixo. Nele, o detector mede a energia da radiação que não foi absorvida pela matéria ao longo do caminho do feixe. Segundo a Comissão Nacional de Energia Nuclear, o valor máximo de energia absorvida pelo tecido humano, após o exame de raios-X, deve ser de 0,06 J.

Num primeiro experimento, o detector de radiação mediu uma energia de 3 J, considerando o arranjo experimental utilizado e os dados da tabela; num segundo experimento, determinou-se quantas vezes menor a energia inicialmente emitida pelo feixe de raios-X deveria ser, para que o valor máximo de absorção seja respeitado, concluindo-se que a energia no segundo experimento seria:

Tabela: atenuação do raio-X na interação com a matéria.