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Como funcionam os relógios de quartzo
Na grande maioria dos relógios produzidos atualmente, a contagem do tempo é medida pelas vibrações de um minúsculo cristal de quartzo. Esse cristal gera pulsos elétricos quando submetido a uma pressão mecânica e vibra quando atravessado por uma corrente elétrica. Essa propriedade singular, chamada de piezoeletricidade, possibilita que a vibração seja captada por eletrodos (condutores metálicos de eletricidade). O cristal instalado em determinado modelo de relógio vibra exatas 32 768 vezes por segundo. Esses pulsos são interpretados por um circuito eletrônico para formar os números do mostrador digital.
Disponível em: https://super.abril.com.br/mundo-estranho.
Acesso em: 3 dez. 2021 (adaptado).
A propriedade que possibilitou o desenvolvimento desses relógios também está associada ao funcionamento de um(a)
A bateria de telefone celular.
B forno de micro-ondas.
C lâmpada de LED.
D microfone.
E ventilador.
Gabarito oficial
D
Caderno de referência do INEP.
O que a questão cobra
Física aplicada: reconhecer outro dispositivo baseado no efeito piezoelétrico.
Resolução passo a passo
- Escreva a definição que o texto dá de piezoeletricidade, nos dois sentidos: o cristal “gera pulsos elétricos quando submetido a uma pressão mecânica” e “vibra quando atravessado por uma corrente elétrica”.
- Guarde a ideia central: é a conversão entre vibração mecânica e sinal elétrico, nos dois sentidos.
- Procure, nas alternativas, um aparelho que faça exatamente isso. Som é vibração mecânica do ar — e existe um dispositivo que transforma som em sinal elétrico.
- É o microfone: a onda sonora pressiona o elemento sensível e gera a corrente que será gravada ou amplificada — alternativa D. (Nos alto-falantes de buzzer o caminho é o inverso, e também é piezoelétrico.)
Alternativa por alternativa
- A
bateria de telefone celular.
Errada. A bateria converte energia química em elétrica, por reações de oxirredução. Não há pressão mecânica nem vibração envolvidas.
- B
forno de micro-ondas.
Errada. O micro-ondas usa radiação eletromagnética para agitar as moléculas de água do alimento. É um fenômeno eletromagnético, não piezoelétrico.
- C
lâmpada de LED.
Errada. O LED converte energia elétrica em luz, por recombinação de elétrons e lacunas em um semicondutor. Nada de deformação mecânica.
- D
microfone.
Correta. No microfone, a vibração do ar deforma o elemento sensível e essa deformação gera um sinal elétrico — a mesma conversão entre pressão mecânica e eletricidade que faz o cristal de quartzo funcionar.
- E
ventilador.
Errada. O ventilador transforma energia elétrica em movimento de rotação, por meio de um motor eletromagnético. O princípio é o da indução, não o da piezoeletricidade.