Matemática ENEM 2020

ENEM 2020 — Matemática — Questão 22 — Datação por Carbono-14
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Enquanto um ser está vivo, a quantidade de carbono 14 nele existente não se altera. Quando ele morre, essa quantidade vai diminuindo. Sabe-se que a meia-vida do carbono 14 é de 5 730 anos, ou seja, num fóssil de um organismo que morreu há 5 730 anos haverá metade do carbono 14 que existia quando ele estava vivo. Assim, cientistas e arqueólogos usam a seguinte fórmula para saber a idade de um fóssil encontrado: \(Q(t)=Q_0\cdot 2^{-\tfrac{t}{5730}}\), em que \(t\) é o tempo, medido em ano, \(Q(t)\) é a quantidade de carbono 14 medida no instante \(t\) e \(Q_0\) é a quantidade de carbono 14 no ser vivo correspondente.

Um grupo de arqueólogos, numa de suas expedições, encontrou 5 fósseis de espécies conhecidas e mediram a quantidade de carbono 14 neles existente. Na tabela temos esses valores juntamente com a quantidade de carbono 14 nas referidas espécies vivas.

Fóssil\(Q_0\)\(Q(t)\)
112832
22568
351264
41 024512
52 048128

O fóssil mais antigo encontrado nessa expedição foi

  1. A) 1
  2. B) 2
  3. C) 3
  4. D) 4
  5. E) 5
Mostrar / esconder solução passo a passo
1) Idade pela fórmula \[ \frac{Q(t)}{Q_0}=2^{-\tfrac{t}{5730}} \ \Rightarrow\ t=5730\cdot\log_2\!\left(\frac{Q_0}{Q(t)}\right). \] Assim, quanto maior \(\displaystyle \frac{Q_0}{Q(t)}\), mais antigo é o fóssil.
2) Razões \(Q_0/Q(t)\) e idades
  • F1: \(128/32=4 \Rightarrow t=2\cdot5730=11\,460\) anos;
  • F2: \(256/8=32 \Rightarrow t=5\cdot5730=28\,650\) anos;
  • F3: \(512/64=8 \Rightarrow t=3\cdot5730=17\,190\) anos;
  • F4: \(1024/512=2 \Rightarrow t=1\cdot5730=5\,730\) anos;
  • F5: \(2048/128=16 \Rightarrow t=4\cdot5730=22\,920\) anos.
3) Conclusão A maior razão (e maior idade) é a do fóssil 2.
Gabarito: letra B — fóssil 2.
Veja também — questão anterior do ENEM 2020 Matemática (resolvida) questão anterior do ENEM 2020 (Matemática) com solução .
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