ENEM - QUESTÕES DE FÍSICA RESOLVIDAS

ENEM - QUESTÕES DE FÍSICA RESOLVIDAS

Professor Diminoi

FÍSICA NO ENEM - QUESTÕES RESOLVIDAS

01) Partículas suspensas em um fluido apresentam contínua movimentação aleatória, chamado movimento browniano, causado pelos choques das partículas que compõem o fluido. A ideia de um inventor era construir uma série de palhetas, montadas sobre um eixo, que seriam postas em movimento pela agitação das partículas ao seu redor. Como o movimento ocorreria igualmente em ambos os sentidos de rotação, o cientista concebeu um segundo elemento, um dente de engrenagem assimétrico. Assim, em escala muito pequena, este tipo de motor poderia executar trabalho, por exemplo, puxando um pequeno peso para cima.

 

O esquema, que já foi testado, é mostrado a seguir.

Inovação Tecnológica. Disponível em: http://www.inovacaotecnologica.com.br. Acesso em: 22 jul. 2010 (adaptado).

A explicação para a necessidade do uso da engrenagem com trava é:

(A) O travamento do motor, para que ele não se solte aleatoriamente.

(B) A seleção da velocidade, controlada pela pressão nos dentes da engrenagem.

(C) O controle do sentido da velocidade tangencial, permitindo, inclusive, uma fácil leitura do seu valor.

(D) A determinação do movimento, devido ao caráter aleatório, cuja tendência é o equilíbrio.

(E) A escolha do ângulo a ser girado, sendo possível, inclusive, medi-lo pelo número de dentes da engrenagem.

Resolução:

Como o movimento browniano é aleatório, as palhetas também podem apresentar movimento aleatório, tendendo a uma situação de equilíbrio (sem a presença do bloco dependurado).

Com o uso da trava, pode-se determinar um único sentido para o movimento, permitindo o movimento ascendente do bloco.

 

02) O manual de funcionamento de um captador de guitarra elétrica apresenta o seguinte texto:

Esse captador comum consiste de uma bobina, fios condutores enrolados em torno de um ímã permanente. O campo magnético do ímã induz o ordenamento dos polos magnéticos na corda da guitarra, que está próxima a ele. Assim, quando a corda é tocada, as oscilações produzem variações, com o mesmo padrão, no fluxo magnético que atravessa a bobina. isso induz uma corrente elétrica na bobina, que é transmitida até o amplificador e, daí, para o alto-falante. Um guitarrista trocou as cordas originais de sua guitarra, que eram feitas de aço, por outras feitas de náilon.

Com o uso dessas cordas, o amplificador ligado ao instrumento não emitia mais som, porque a corda de náilon

(A) isola a passagem de corrente elétrica da bobina para o alto-falante.

(B) varia seu comprimento mais intensamente do que ocorre com o aço.

(C) apresenta uma magnetização desprezível sob a ação do ímã permanente.

D) induz correntes elétricas na bobina mais intensas que a capacidade do captador.

9E) oscila com uma frequência menor do que a que pode ser percebida pelo captador.

Resolução:

A corda da guitarra é de aço e devido ao campo magnético do ímã tem induzido o ordenamento dos polos magnéticos nos imãs unitários da corda. Ao trocar as cordas, por outras de náilon, o ordenamento dos polos quase não ocorre, pois o náilon apresenta magnetização desprezível. Sem a indução eletromagnética, o amplificador ligado ao instrumento não emite som pois não recebe sinal.

 

03) Em um manual de um chuveiro elétrico são encontradas informações sobre algumas características técnicas, ilustradas no quadro, como a tensão de alimentação, a potência dissipada, o dimensionamento do disjuntor ou fusível, e a área da seção transversal dos condutores utilizados.

 

Uma pessoa adquiriu um chuveiro do modelo A e, ao ler o manual, verificou que precisava ligá-lo a um disjuntor de 50 amperes. No entanto, intrigou-se com o fato de que o disjuntor ao ser utilizado para uma correta instalação de um chuveiro do modelo B devia possuir amperagem 40% menor.

Considerando-se os chuveiros de modelos A e B, funcionando à mesma potência de 4 400 W, a razão entre as suas respectivas resistências elétricas, RA e RB, que justifica a diferença de dimensionamento dos disjuntores, é mais próxima de:

(A) 0,3

(B) 0,6

(C) 0,8

(D) 1,7

(E) 3,0

Resolução:

A resistência elétrica do chuveiro depende de seu material, de sua geometria e de sua temperatura.

Sendo a potência e a tensão elétrica, tem-se:

04) Um motor só poderá realizar trabalho se receber uma quantidade de energia de outro sistema. No caso, a energia armazenada no combustível é, em parte, liberada durante a combustão para que o aparelho possa funcionar. Quando o motor funciona, parte da energia convertida ou transformada na combustão não pode ser utilizada para a realização de trabalho. isso significa dizer que há vazamento da energia em outra forma.

CARVALHO, A. X. Z. Física Térmica. Belo Horizonte: Pax, 2009 (adaptado).

De acordo com o texto, as transformações de energia que ocorrem durante o funcionamento do motor são decorrentes de a

(A) liberação de calor dentro do motor ser impossível.

(B) realização de trabalho pelo motor ser incontrolável.

(C) conversão integral de calor em trabalho ser impossível.

(D) transformação de energia térmica em cinética ser impossível.

(E) utilização de energia potencial do combustível ser incontrolável.

Resolução:

De acordo com o 2º. princípio da Termodinâmica, é impossível a conversão integral de calor em trabalho.

 

05) Para que uma substância seja colorida ela deve absorver luz na região do visível. quando uma amostra absorve luz visível, a cor que percebemos é a soma das cores restantes que são refletidas ou transmitidas pelo objeto. A Figura 1 mostra o espectro de absorção para uma substância e é possível observar que há um comprimento de onda em que a intensidade de absorção é máxima. Um observador pode prever a cor dessa substância pelo uso da roda de cores (Figura 2); o comprimento de onda correspondente à cor do objeto é encontrado no lado oposto ao comprimento de onda da absorção máxima.

 

Brown. T. Química e Ciência Central. 2005 (adaptado)

Qual a cor da substância que deu origem ao espectro da Figura 1?

(A) Azul.

(B) Verde.

(C) Violeta.

(D) Laranja.

(E) Vermelho.

Resolução:

Pelo espectro de absorção, observa-se que o comprimento de onda da luz absorvida com mais intensidade é da ordem de 500 nm.

Na figura 2, este comprimento de onda está na faixa da radiação verde e a cor apresentada pela substância que deu origem ao espectro será vermelha.

 

06) Em um experimento realizado para determinar a densidade da água de um lago, foram utilizados alguns materiais conforme ilustrado: um dinamômetro D com graduação de 0 N a 50 N e um cubo maciço e homogêneo de 10 cm de aresta e 3 kg de massa. inicialmente, foi conferida a calibração do dinamômetro, constatando-se a leitura de 30 N quando o cubo era preso ao dinamômetro e suspenso no ar. Ao mergulhar o cubo na água do lago, até que metade do seu volume ficasse submersa, foi registrada a leitura de 24 N no dinamômetro.

 

Considerando que a aceleração da gravidade local é de 10 m/s², a densidade de água do lago, em g/cm³, é

(A) 0,6.

(B) 1,2.

(C) 1,5.

(D) 2,4.

(E) 4,8.

Resolução:

Para a pesagem no ar:

Fdin = P = 30N

Para a pesagem no interior do líquido:

F’din = P – E

24 = 30 – E

E = 6,0 N

 

07) Uma equipe de cientistas lançará uma expedição ao Titanic para criar um detalhado mapa 3D que “vai tirar, virtualmente, o Titanic do fundo do mar para o público”.

A expedição ao local, a 4 quilômetros de profundidade no Oceano Atlântico, está sendo apresentada como a mais sofisticada expedição científica ao Titanic. Ela utilizará tecnologias de imagem e sonar que nunca tinha sido aplicadas ao navio, para obter o mais completo inventário de seu conteúdo. Esta complementação é necessária em razão das condições do navio, naufragado há um século.

O Estado de São Paulo. Disponível em: http://www.estadao.com.br. Acesso em: 27 jul. 2010 (adaptado).

No problema apresentado para gerar imagens através de camadas de sedimentos depositados no navio, o sonar é mais adequado, pois a

(A) propagação da luz na água ocorre a uma velocidade maior que a do som neste meio.

(B) absorção da luz ao longo de uma camada de água é facilitada enquanto a absorção do som não.

(C) refração da luz a uma grande profundidade acontece com uma intensidade menor que a do som.

(D) atenuação da luz nos materiais analisados é distinta da atenuação de som nestes mesmos materiais.

(E) reflexão da luz nas camadas de sedimentos é menos intensa do que a reflexão do som neste material.

Resolução:

O sonar se baseia na reflexão da onda no material a ser identificado. Como a reflexão do som em tais materiais é mais intensa que a da luz, é mais adequado o uso do som do que da luz no fenômeno estudado.

 

08) Os biocombustíveis de primeira geração são derivados da soja, milho e cana-de-açúcar e sua produção ocorre através da fermentação. Biocombustíveis derivados de material celulósico ou biocombustíveis de segunda geração – coloquialmente chamados de “gasolina de capim” – são aqueles produzidos a partir de resíduos de madeira (serragem, por exemplo), talos de milho, palha de trigo ou capim de crescimento rápido e se apresentam como uma alternativa para os problemas enfrentados pelos de primeira geração, já que as matérias-primas são baratas e abundantes.

DALE, B. E.; HUBER, G. W. Gasolina de capim e outros vegetais. Scientific American Brasil.

Ago. 2009. n.° 87 (adaptado).

O texto mostra um dos pontos de vista a respeito do uso dos biocombustíveis na atualidade, os quais

(A) são matrizes energéticas com menor carga de poluição para o ambiente e podem propiciar a geração de novos empregos, entretanto, para serem oferecidos com baixo custo, a tecnologia da degradação da celulose nos biocombustíveis de segunda geração deve ser extremamente eficiente.

(B) oferecem múltiplas dificuldades, pois a produção é de alto custo, sua implantação não gera empregos, e devese ter cuidado com o risco ambiental, pois eles oferecem os mesmos riscos que o uso de combustíveis fósseis.

(C) sendo de segunda geração, são produzidos por uma tecnologia que acarreta problemas sociais, sobretudo decorrente ao fato de a matéria-prima ser abundante e facilmente encontrada, o que impede a geração de novos empregos.

(D) sendo de primeira e segunda geração, são produzidos por tecnologias que devem passar por uma avaliação criteriosa quanto ao uso, pois uma enfrenta o problema da falta de espaço para plantio da matéria-prima e a outra impede a geração de novas fontes de emprego.

(E) podem acarretar sérios problemas econômicos e sociais, pois a substituição do uso de petróleo afeta negativamente toda uma cadeia produtiva na medida em que exclui diversas fontes de emprego nas refinarias, postos de gasolina e no transporte de petróleo e gasolina.

Resolução:

Os biocombustíveis, na atualidade, são matrizes energéticas com menor carga de poluição para o ambiente, pois o dióxido de carbono liberado em sua combustão pode ser absorvido pelas plantas na próxima safra, não ocorrendo com os combustíveis fósseis.

 

09) Para medir o tempo de reação de uma pessoa, pode-se realizar a seguinte experiência:

I. Mantenha uma régua (com cerca de 30 cm) suspensa verticalmente, segurando-a pela extremidade superior, de modo que o zero da régua esteja situado na extremidade inferior.

II. A pessoa deve colocar os dedos de sua mão, em forma de pinça, próximos do zero da régua, sem tocá-la.

III. Sem aviso prévio, a pessoa que estiver segurando a régua deve soltá-la. A outra pessoa deve procurar segurá-la o mais rapidamente possível e observar a posição onde conseguiu segurar a régua, isto é, a distância que ela percorre durante a queda.

 

O quadro seguinte mostra a posição em que três pessoas conseguiram segurar a régua e os respectivos tempos de reação.

 

Disponível em: http://www. br.geocites. com. Acesso em: 1 fev.2009.

A distância percorrida pela régua aumenta mais rapidamente que o tempo de reação porque a

(A) energia mecânica da régua aumenta, o que a faz cair mais rápido.

(B) resistência do ar aumenta, o que faz a régua cair com menor velocidade.

(C) aceleração de queda da régua varia, o que provoca um movimento acelerado.

(D) força peso da régua tem valor constante, o que gera um movimento acelerado.

(E) velocidade da régua é constante, o que provoca uma passagem linear de tempo.

Resolução:

Desprezando-se o efeito do ar, a força resultante na régua será o seu peso, que é constante. O movimento da régua possui aceleração constante, denominada queda livre.

Δs = gt²/2

A distância percorrida é proporcional ao quadrado do tempo de queda t e por isso Δs aumenta mais rapidamente do que a velocidade da régua aumenta durante a queda.

A melhor opção é a (d) que cita o movimento acelerado com aceleração constante.

 

10) Ao diminuir o tamanho de um orifício atravessado por um feixe de luz, passa menos luz por intervalo de tempo, e próximo da situação de completo fechamento do orifício, verifica-se que a luz apresenta um comportamento como o ilustrado nas figuras. Sabe-se que o som, dentro de suas particularidades, também pode se comportar dessa forma.

 

FiOLHAiS, G. Física divertida. Brasília: UnB, 2000 (adaptado).

Em qual das situações a seguir está representado o fenômeno descrito no texto?

(A) Ao se esconder atrás de um muro, um menino ouve a conversa de seus colegas.

(B) Ao gritar diante de um desfiladeiro, uma pessoa ouve a repetição do seu próprio grito.

(C) Ao encostar o ouvido no chão, um homem percebe o som de uma locomotiva antes de ouvi

lo pelo ar.

(D) Ao ouvir uma ambulância se aproximando, uma pessoa percebe o som mais agudo do que quando aquela se afasta.

(E) Ao emitir uma nota musical muito aguda, uma cantora de ópera faz com que uma taça de cristal se despedace.

Resolução:

A) VERDADEIRA. O fenômeno descrito nas figuras traduz a difração da luz em uma fenda. Atrás de um muro, um menino ouve o som por difração nos contornos do muro.

B) FALSA. O fenômeno descrito é o eco.

C) FALSA. O fenômeno em questão é a diferença entre as velocidades do som no ar e no solo.

D) FALSA. O fenômeno em estudo é o Efeito Doppler-Fizeau.

E) FALSA. O fenômeno citado é a ressonância.

 

11) Uma das modalidades presentes nas olimpíadas é o salto com vara. As etapas de um dos saltos de um atleta estão representadas na figura:

 

 

Desprezando-se as forças dissipativas (resistência do ar e atrito), para que o salto atinja a maior altura possível, ou seja, o máximo de energia seja conservada, é necessário que

(A) a energia cinética, representada na etapa I, seja totalmente convertida em energia potencial elástica representada na etapa IV.

(B) a energia cinética, representada na etapa II, seja totalmente convertida em energia potencial gravitacional, representada na etapa IV.

(C) a energia cinética, representada na etapa I, seja totalmente convertida em energia potencial gravitacional, representada na etapa III.

(D) a energia potencial gravitacional, representada na etapa II, seja totalmente convertida em energia potencial elástica, representada na etapa IV.

(E) a energia potencial gravitacional, representada na etapa I, seja totalmente convertida em energia potencial elástica, representada na etapa III.

Resolução:

Na etapa I, o atleta corre no plano horizontal e possui energia cinética  .

Na etapa III, desprezando-se a velocidade no ponto mais alto, sua energia mecânica está na forma potencial gravitacional

(Ep = mgH)

Na realidade, no processo não há conservação de energia mecânica em virtude do trabalho interno das forças musculares do atleta com transformação de energia potencial química interna em energia mecânica.

 

12) O processo de interpretação de imagens capturadas por sensores instaladas a bordo de satélites que imageiam determinadas faixas ou bandas do espectro de radiação eletromagnética (REM) baseia-se na interação dessa radiação com os objetos presentes sobre a superfície terrestre. Uma das formas de avaliar essa interação é por meio da quantidade de energia refletida pelos objetos.

A relação entre a refletância de um dado objeto e o comprimento de onda da REM é conhecida como curva de comportamento espectral ou assinatura espectral do objeto, como mostrado na figura, para objetos comuns na superfície terrestre.

 

D’ARCO, E. Radiometria e Comportamento Espectral de Alvos. iNPE.

Disponível em: http:/www.agro.unitau.br. Acesso em: 3 maio 2009.

De acordo com as curvas de assinatura espectral apresentadas na figura, para que se obtenha a melhor dis criminação dos alvos mostrados, convém selecionar a banda correspondente a que comprimento de onda em micrômetros (μm)?

(A) 0,4 a 0,5.

(B) 0,5 a 0,6.

(C) 0,6 a 0,7.

(D) 0,7 a 0,8.

(E) 0,8 a 0,9.

Resolução:

A melhor discriminação dos alvos mostrados vai ocorrer quando os valores de refletância forem os mais distintos possíveis, isto é, as curvas forem mais separadas.

Isto ocorre na faixa de comprimento de onda entre 0,8 µm e 0,9 µm.

Nesta faixa a refletância da água é nula, o que significa uma região escura do espectro.

 

13) Um curioso estudante, empolgado com a aula de circuito elétrico que assistiu na escola, resolve desmontar sua lanterna. Utilizando-se da lâmpada e da pilha, retiradas do equipamento, e de um fio com as extremidades descascadas, faz as seguintes ligações com a intenção de acender a lâmpada:

 

GONçALVES FiLHO, A. BAROLLi, E. Instalação Elétrica: investigando e aprendendo. São Paulo, Scipione, 1997 (adaptado).

Tendo por base os esquemas mostrados, em quais casos a lâmpada acendeu?

(A) (1), (3), (6)

(B) (3), (4), (5)

(C) (1), (3), (5)

(D) (1), (3), (7)

(E) (1), (2), (5)

Resolução:

Para que uma lâmpada possa acender, seus terminais elétricos (base e rosca lateral) devem estar corretamente conectados aos polos da pilha.

 

É fundamental que tenhamos cada um dos terminais elétricos conectados a um dos polos da pilha.

Se a rosca lateral está ligada ao polo negativo, a base deve estar ligada ao polo positivo e vice-versa.

Tais ligações corretas estão apresentadas nas figuras 1, 3 e 7.

 

14) Um tipo de vaso sanitário que vem substituindo as válvulas de descarga está esquematizado na figura. Ao acionar a alavanca, toda a água do tanque é escoada e aumenta o nível no vaso, até cobrir o sifão. De acordo com o Teorema de Stevin, quanto maior a profundidade, maior a pressão. Assim, a água desce levando os rejeitos até o sistema de esgoto. A válvula da caixa de descarga se fecha e ocorre o seu enchimento. Em relação às válvulas de descarga, esse tipo de sistema proporciona maior economia de água.

 Faca você mesmo. Disponível em: http://www.facavocemesmo.net Acesso em: 22 jul. 2010.

A característica de funcionamento que garante essa economia é devida

(A) à altura do sifão de água.

(B) ao volume do tanque de água.

(C) à altura do nível de água no vaso.

(D) ao diâmetro do distribuidor de água.

(E) à eficiência da válvula de enchimento do tanque.

Resolução:

De acordo com a Lei de Stevin (phidrostática = µ.g.h), a pressão hidrostática da água é proporcional à altura da água (não depende da quantidade de água). Assim, a característica de funcionamento que é responsável pela economia de água é a altura do nível de água no vaso.

 

15) Segundo dados do Balanço Energético Nacional de 2008, do Ministério das Minas e Energia, a matriz energética brasileira é composta por hidrelétrica (80%), termelétrica (19,9%) e eólica (0,1%). Nas termelétricas, esse percentual é dividido conforme o combustível usado, sendo: gás natural (6,6%), biomassa (5,3%), derivados de petróleo (3,3%), energia nuclear (3,1%) e carvão mineral (1,6%). Com a geração de eletricidade da biomassa, podese considerar que ocorre uma compensação do carbono liberado na queima do material vegetal pela absorção desse elemento no crescimento das plantas. Entretanto, estudos indicam que as emissões de metano (CH4) das hidrelétricas podem ser comparáveis às emissões de CO2 das termelétricas.

MORET, A. S.; FERREiRA, i. A. As hidrelétricas do Rio Madeira e os impactos socioambientais da eletrificação no Brasil. Revista Ciência Hoje45, n.° 265, 2009 (adaptado).

No Brasil, em termos do impacto das fontes de energia no crescimento do efeito estufa, quanto à emissão de gases, as hidrelétricas seriam consideradas como uma fonte

(A) limpa de energia, contribuindo para minimizar os efeitos deste fenômeno.

(B) eficaz de energia, tomando-se o percentual de oferta e os benefícios verificados.

(C) limpa de energia, não afetando ou alterando os níveis dos gases do efeito estufa.

(D) poluidora, colaborando com níveis altos de gases de efeito estufa em função de seu potencial de oferta.

(E) alternativa, tomando-se por referência a grande emissão de gases de efeito estufa das demais fontes

geradoras.

Resolução:

Os estudos indicam que as emissões de metano das hidrelétricas podem ser comparáveis às emissões de CO2 das termelétricas.

No Brasil, em termos do impacto das fontes de energia no crescimento do efeito estufa, quanto à emissão de gases, as hidrelétricas seriam consideradas como uma fonte poluidora colaborando com níveis altos de gases de efeito estufa em função de seu potencial de oferta.

 

MAGNETISMO

16) (ENEM) O funcionamento dos geradores de usinas elétricas baseia-se no fenômeno da indução eletromagnética, descoberto por Michael Faraday no século XIX. Pode-se observar esse fenômeno ao se movimentar um ímã e uma espira em sentidos opostos com módulo da velocidade igual a v, induzindo uma corrente elétrica de intensidade i, como ilustrado na figura.

A fim de se obter uma corrente com o mesmo sentido da apresentada na figura, utilizando os mesmos materiais, outra possibilidade é mover a espira para a

(A) esquerda e o ímã para a direita com polaridade invertida.

(B) direita e o ímã para a esquerda com polaridade invertida.

(C) esquerda e o ímã para a esquerda com mesma polaridade.

(D) direita e manter o ímã em repouso com polaridade invertida.

(E) esquerda e manter o ímã em repouso com mesma polaridade.

Resolução:

A lei de Lenz diz que a corrente induzida em uma espira opõe-se à variação do campo magnético que a criou. Da forma como o movimento ocorre na imagem, há uma diminuição do campo magnético dentro da espira, sendo assim, a corrente é gerada para a direita a fim de aumentar o campo nesse sentido. A única alternativa que obedece à lei de Lenz é a letra A, pois a corrente criada teria que ser para a direita a fim de diminuir o campo magnético que estaria aumentado para o mesmo sentido.

Alternativa: A

 

17) (ENEM) Desenvolve-se um dispositivo para abrir automaticamente uma porta no qual um botão, quando acionado, faz com que uma corrente elétrica i = 6A percorra uma barra condutora de comprimento L = 5cm, cujo ponto médio está preso a uma mola de constante elástica k = 5 x 10–2N/cm. O sistema mola-condutor está imerso em um campo magnético uniforme perpendicular ao plano.

 

Quando acionado o botão, a barra sairá da posição do equilíbrio a uma velocidade média de 5m/s e atingirá a catraca em 6 milisegundos, abrindo a porta.

A intensidade do campo magnético, para que o dispositivo funcione corretamente, é de

(A) 5 x 10–1

(B) 5 x 10–2

(C) 5 x 101

(D) 2 x 10–2

(E) 2 x 100

Resolução:

Em primeiro lugar, devemos determinar a distância de O até C percorrida pela catraca, pois essa distância corresponde à deformação sofrida pela mola:

v = x ÷ t

x = v . t

x = 5 . 6 . 10 – 3

x = 30 . 10 – 3

x = 3 . 10 – 2

x = 3 cm

Quando a catraca atinge o ponto C, as intensidades da forças elástica, por causa da mola, e magnética, por causa do campo magnético, serão iguais:

FM = FEL

B.i.l = K . x

B = (K.x) ÷ (i.l)

B = ( 5 . 10 – 2 . 3) ÷ (6 . 5)

B = 0,5 . 10 – 2 = 5,0 . 10 – 1 T

 

Alternativa: A

 

FÍSICA NO ENEM - QUESTÕES COM GABARITO

01) (ENEM) Na linha de uma tradição antiga, o astrônomo grego Ptolomeu (100-170 d.C.) afirmou a tese do geocentrismo, segundo a qual a Terra seria o centro do universo, sendo que o Sol, a Lua e os planetas girariam em seu redor em órbitas circulares. A teoria de Ptolomeu resolvia de modo razoável os problemas astronômicos da sua época. Vários séculos mais tarde, o clérigo e astrônomo polonês Nicolau Copérnico (1473-1543), ao encontrar inexatidões na teoria de Ptolomeu, formulou a teoria do heliocentrismo, segundo a qual o Sol deveria ser considerado o centro do universo, com a Terra, a Lua e os planetas girando circularmente em torno dele. Por fim, o astrônomo e matemático alemão Johannes Kepler (1571-1630), depois de estudar o planeta Marte por cerca de trinta anos, verificou que a sua órbita é elíptica. Esse resultado generalizou-se para os demais planetas.

A respeito dos estudiosos citados no texto, é correto afirmar que

(A) Ptolomeu apresentou as ideias mais valiosas, por serem mais antigas e tradicionais.

(B) Copérnico desenvolveu a teoria do heliocentrismo inspirado no contexto político do Rei Sol.

(C) Copérnico viveu em uma época em que a pesquisa científica era livre e amplamente incentivada pelas autoridades.

(D) Kepler estudou o planeta Marte para atender às necessidades de expansão econômica e científica da Alemanha.

(E) Kepler apresentou uma teoria científica que, graças aos métodos aplicados, pôde ser testada e generalizada.



02) (ENEM) A eficiência de um processo de conversão de energia é definida como a razão entre a produção de energia ou trabalho útil e o total de entrada de energia no processo. A figura mostra um processo com diversas etapas. Nesse caso, a eficiência geral será igual ao produto das eficiências das etapas individuais. A entrada de energia que não se transforma em trabalho útil é perdida sob formas não utilizáveis (como resíduos de calor).

Aumentar a eficiência dos processos de conversão de energia implica economizar recursos e combustíveis. Das propostas seguintes, qual resultará em maior aumento da eficiência geral do processo?

(A) Aumentar a quantidade de combustível para queima na usina de força.

(B) Utilizar lâmpadas incandescentes, que geram pouco calor e muita luminosidade.

(C) Manter o menor número possível de aparelhos elétricos em funcionamento nas moradias.

(D) Utilizar cabos com menor diâmetro nas linhas de transmissão a fim de economizar o material condutor.

(E) Utilizar materiais com melhores propriedades condutoras nas linhas de transmissão e lâmpadas fluorescentes nas moradias.


03) (ENEM) O manual de instruções de um aparelho de ar-condicionado apresenta a seguinte tabela, com dados técnicos para diversos modelos: 

Considere-se que um auditório possua capacidade para 40 pessoas, cada uma produzindo uma quantidade média de calor, e que praticamente todo o calor que flui para fora do auditório o faz por meio dos aparelhos de ar-condicionado. Nessa situação, entre as informações listadas, aquelas essenciais para se determinar quantos e/ou quais aparelhos de ar-condicionado são precisos para manter, com lotação máxima, a temperatura interna do auditório agradável e constante, bem como determinar a espessura da fiação do circuito elétrico para a ligação desses aparelhos, são

(A) vazão de ar e potência.

(B) vazão de ar e corrente elétrica - ciclo frio.

(C) eficiência energética e potência.

(D) capacidade de refrigeração e frequência.

(E) capacidade de refrigeração e corrente elétrica – ciclo frio.


04) (ENEM) O Brasil pode se transformar no primeiro país das Américas a entrar no seleto grupo das nações que dispõem de trens-bala. O Ministério dos Transportes prevê o lançamento do edital de licitação internacional para a construção da ferrovia de alta velocidade Rio-São Paulo.

A viagem ligará os 403 quilômetros entre a Central do Brasil, no Rio, e a Estação da Luz, no centro da capital paulista, em uma hora e 25 minutos.

Disponível em http://oglobo.globo.com.

Acesso em: 14 jul 2009.

Devido à alta velocidade, um dos problemas a ser enfrentado na escolha do trajeto que será percorrido pelo trem é o dimensionamento das curvas. Considerando-se que uma aceleração lateral confortável para os passageiros e segura para o trem seja de 0,1 g, em que g é a aceleração da gravidade (considerada igual a 10 m/s2), e que a velocidade do trem se mantenha constante em todo o percurso, seria correto prever que as curvas existentes no trajeto deveriam ter raio de curvatura mínimo de, aproximadamente,

(A) 80m

(B) 430m

(C) 800 m

(D) 1.600 m

(E) 6.400 m


05) (ENEM) A instalação elétrica de uma casa envolve várias etapas, desde a alocação dos dispositivos, instrumentos e aparelhos elétricos, até a escolha dos materiais que a compõem, passando pelo dimensionamento da potência requerida, da fiação necessária, dos eletrodutos*, entre outras.

Para cada aparelho elétrico existe um valor de potência associado. Valores típicos de potências para alguns aparelhos elétricos são apresentados no quadro seguinte:

 

 

*Eletrodutos são condutos por onde passa a fiação de uma instalação elétrica, com a finalidade de protegê-la.

A escolha das lâmpadas é essencial para obtenção de uma boa iluminação. A potência da lâmpada deverá estar de acordo com o tamanho do cômodo a ser iluminado. O quadro a seguir mostra a relação entre as áreas dos cômodos (em m2) e as potências das lâmpadas (em W), e foi utilizado como referência para o primeir pavimento de uma residência.

 

 Obs.: Para efeitos dos cálculos das áreas, as paredes são desconsideradas.

Considerando a planta baixa fornecida, com todos os aparelhos em funcionamento, a potência total, em watts, será de

(A) 4.070

(B) 4.270

(C) 4.320

(D) 4.390

(E) 4.470


06) (ENEM) O esquema mostra um diagrama de bloco de uma estação geradora de eletricidade abastecida por combustível fóssil.

Se fosse necessário melhorar o rendimento dessa usina, que forneceria eletricidade para abastecer uma cidade, qual das seguintes ações poderia resultar em alguma economia de energia, sem afetar a capacidade de geração da usina?

(A) Reduzir a quantidade de combustível fornecido à usina para ser queimado.

(B) Reduzir o volume de água do lago que circula no condensador de vapor.

(C) Reduzir o tamanho da bomba usada para devolver a água líquida à caldeira.

(D) Melhorar a capacidade dos dutos com vapor conduzirem calor para o ambiente.

(E) Usar o calor liberado com os gases pela chaminé para mover um outro gerador.


07) (ENEM) Umidade relativa do ar é o termo usado para descrever a quantidade de vapor de água contido na atmosfera. Ela é definida pela razão entre o conteúdo real de umidade de uma parcela de ar e a quantidade de umidade que a mesma parcela de ar pode armazenar na mesma temperatura e pressão quando está saturada de vapor, isto é, com 100% de umidade relativa. O gráfico representa a relação entre a umidade relativa do ar e sua temperatura ao longo de um período de 24 horas em um determinado local.

Considerando-se as informações do texto e do gráfico, conclui-se que

(A) a insolação é um fator que provoca variação da umidade relativa do ar.

(B) o ar vai adquirindo maior quantidade de vapor de água à medida que se aquece.

(C) a presença de umidade relativa do ar é diretamente proporcional à temperatura do ar.

(D) a umidade relativa do ar indica, em termos absolutos, a quantidade de vapor de água existente na atmosfera.

(E) a variação da umidade do ar se verifica no verão, e não no inverno, quando as temperaturas permanecem baixas.


08) (ENEM) O ônibus espacial Atlantis foi lançado ao espaço com cinco astronautas a bordo e uma câmera nova, que iria substituir uma outra danificada por um curto-circuito no telescópio Hubble. Depois de entrarem em órbita a 560 km de altura, os astronautas se aproximaram do Hubble. Dois astronautas saíram da Atlantis e se dirigiram ao telescópio.Ao abrir a porta de acesso, um deles exclamou:

“Esse telescópio tem a massa grande, mas o peso é pequeno.”

Considerando o texto e as leis de Kepler, pode-se afirmar que a frase dita pelo astronauta

(A) se justifica porque o tamanho do telescópio determina a sua massa, enquanto seu pequeno peso decorre da falta de ação da aceleração da gravidade.

(B) se justifica ao verificar que a inércia do telescópio é grande comparada à dele próprio, e que o peso do telescópio é pequeno porque a atração gravitactonal criada por sua massa era pequena.

(C) não se justifica, porque a avaliação da massa e do peso de objetos em órbita tem por base as leis de Kepler, que não se aplicam a satélites artificiais.

(D) não se justifica, porque a força-peso é a força exercida pela gravidade terrestre, neste caso, sobre o telescópio e é a responsável por manter o próprio telescópio em órbita.

(E) não se justifica, pois a ação da força-peso implica a ação de uma força de reação contrária, que não existe naquele ambiente. A massa do telescópio poderia ser avaliada simplesmente pelo seu volume.


09) (ENEM) É possível, com 1 litro de gasolina, usando todo o calor produzido por sua combustão direta, aquecer 200 litros de água de 20°C a 55°C. Pode-se efetuar esse mesmo aquecimento por um gerador de eletricidade, que consome 1 litro de gasolina por hora e fornece 110 V a um resistor de 11Ω, imerso na água, durante um certo intervalo de tempo. Todo o calor liberado pelo resistor é transferido à água.
Considerando que o calor específico da água é igual a 4,19 J g-1 °C-1 , aproximadamente qual quantidade de gasolina consumida para o aquecimento de água obtido pelo gerador, quando comparado ao obtido a partir da combustão?

(A) A quantidade de gasolina consumida é igual para os dois casos.

(B) A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é duas vezes maior que a consumida na combustão.

(C) A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é duas vezes menor que a consumida na combustão.

(D) A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é sete vezes maior que a consumida na combustão.

(E) A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é sete vezes menor que a consumida na combustão.


10) (ENEM) O progresso da tecnologia introduziu diversos artefatos geradores de campos eletromagnéticos. Uma das mais empregadas invenções nessa área são os telefones celulares e smartphones. As tecnologias de transmissão de celular atualmente em uso no Brasil contemplam dois sistemas. O primeiro deles é operado entre as frequências de 800 MHz e 900 MHz e constitui os chamados sistemas TDMA/CDMA. Já a tecnologia GSM, ocupa a frequência de 1.800 MHz.

Considerando que a intensidade de transmissão e o nível de recepção “celular” sejam os mesmos para as tecnologias de transmissão TDMA/CDMA ou GSM, se um engenheiro tiver de escolher entre as duas tecnologias para obter a mesma cobertura, levando em consideração apenas o número de antenas em uma região, ele deverá escolher:

(A) e a tecnologia GSM, pois é a que opera com ondas de maior comprimento de onda.

(B) a tecnologia TDMA/CDMA, pois é a que apresenta Efeito Doppler mais pronunciado.

(C) a tecnologia GSM, pois é a que utiliza ondas que se propagam com maior velocidade.

(D) qualquer uma das duas, pois as diferenças nas frequências são compensadas pelas diferenças nos comprimentos de onda.

(E) qualquer uma das duas, pois nesse caso as intensidades decaem igualmente da mesma forma independentemente da frequência.


11) (ENEM) O Sol representa uma fonte limpa e inesgotável de energia para o nosso planeta. Essa energia pode ser captada por aquecedores solares, armazenada e convertida posteriormente em trabalho útil. Considere determinada região cuja insolação – potência solar incidente na superfície da Terra – seja de 800 watts/m2. Uma usina termossolar utiliza concentradores solares parabólicos que chegam a dezenas de quilômetros de extensão. Nesses coletores solares parabólicos, a luz refletida pela superfície parabólica espelhada é focalizada em um receptor em forma de cano e aquece o óleo contido em seu interior a 400°C. O calor desse óleo é transferido para a água, vaporizando-a em uma caldeira. O vapor em alta pressão movimenta uma turbina acoplada a um gerador de energia elétrica.

Considerando que a distância entre a borda inferior e a borda superior da superfície refletora tenha 6 m de largura e que focaliza no receptor os 800 watts/m2 de radiação provenientes do Sol, e que o calor específico da água é 1 cal g-1 °C-1 = 4.200 J kg-1 °C-1, então o comprimento linear do refletor parabólico necessário para elevar a temperatura de 1 m3 (equivalente a 1 t) de água de 20 °C para 100 °C, em uma hora, estará entre

(A) 15 m e 21 m

(B) 22 m e 30 m

(C) 105 m e 125 m

(D) 680 m e 710 m

(E) 6.700 m e 7.150 m


12) (ENEM) Sabe-se que o olho humano não consegue diferenciar componentes de cores e vê apenas a cor resultante, diferentemente do ouvido, que consegue distinguir, por exemplo, dois instrumentos diferentes tocados simultaneamente. Os raios luminosos do espectro visível, que têm comprimento de onda entre 380 nm e 780 nm, incidem na córnea, passam pelo cristalino e são projetados na retina. Na retina, encontram-se dois tipos de fotorrecep tores, os cones e os bastonetes, que convertem a cor e a intensidade da luz recebida em impulsos nervosos. Os cones distinguem as cores primárias; vermelho, verde e azul, e os bastonetes diferenciam apenas níveis de intensidade, sem separar comprimentos de onda. Os impulsos nervosos produzidos são enviados ao cérebro por meio do nervo óptico, para que se dê a percepção da imagem.

Um indivíduo que, por alguma deficiência, não consegue captar as informações transmitidas pelos cones, perceberá um objeto branco, iluminado apenas por luz vermelha, como

(A) um objeto indefinido, pois as células que captam a luz estão inativas.

(B) um objeto rosa, pois haverá mistura da luz vermelha com o branco do objeto.

(C) um objeto verde, pois o olho não consegue diferenciar componentes de cores.

(D) um objeto cinza, pois os bastonetes captam luminosidade, porém não diferenciam cor.

(E) um objeto vermelho, pois a retina capta a luz refletida pelo objeto, transformando-a em vermelho.


13) (ENEM) Durante uma ação de fiscalização em postos de combustíveis, foi encontrado um mecanismo inusitado para enganar o consumidor. Durante o inverno, o responsável por um posto de combustível compra álcool por R$ 0,50/litro, a uma temperatura de 5 °C. Para revender o líquido aos motoristas, instalou um mecanismo na bomba de combustível para aquecê-lo, para que atinja a temperatura de 35 °C, sendo o litro de álcool revendido a R$ 1,60. Diariamente o posto compra 20 mil litros de álcool a 5 °C e os revende.

Com relação à situação hipotética descrita no texto e dado que o coeficiente de dilatação volumétrica do álcool é de 1x10-3 °C-1, desprezando-se o custo da energia gasta no aquecimento do combustível, o ganho financeiro que o dono do posto teria obtido devido ao aquecimento do álcool após uma semana de vendas estaria entre

(A) R$ 500,00 e R$ 1.000,00

(B) R$ 1.050,00 e R$ 1.250,00

(C) R$ 4.000,00 e R$ 5.000,00

(D) R$ 6.000,00 e R$ 6.900,00

(E) R$ 7.000,00 e R$ 7.950,00


14) (ENEM) A invenção da geladeira proporcionou uma revolução no aproveitamento dos alimentos, ao permitir que fossem armazenados e transportados por longos períodos. A figura apresentada ilustra o processo, cíclico de funcionamento de uma geladeira, em que um gás no interior de uma tubulação é forçado a circular entre o congelador e a parte externa da geladeira. É por meio dos processos de compressão, que ocorre na parte externa, e de expansão, que ocorre na parte interna, que o gás proporciona a troca de calor entre o interior e o exterior da geladeira.

 

Nos processos de transformação de energia envolvidos no funcionamento da geladeira,

(A) a expansão do gás é um processo que cede a energia necessária ao resfriamento da parte interna da geladeira.

(B) o calor flui de forma não-espontânea da parte mais fria, no interior, para a mais quente, no exterior da geladeira.

(C) a quantidade de calor cedida ao meio externo é igual ao calor retirado da geladeira.

(D) a eficiência é tanto maior quanto menos isolado termicamente do ambiente externo for o seu compartimento interno.

(E) a energia retirada do interior pode ser devolvida à geladeira abrindo-se a sua porta, o que reduz seu consumo de energia.


15) (ENEM) Considere a seguinte situação hipotética: ao preparar o palco para a apresentação de uma peça de teatro, o iluminador deveria colocar três atores sob luzes que tinham igual brilho e os demais, sob luzes de menor brilho. O iluminador determinou, então, aos técnicos, que instalassem no palco oito lâmpadas incandescentes com a mesma especificação (L1 a L8), interligadas em um circuito com uma bateria, conforme mostra a figura.

 

Nessa situação, quais são as três lâmpadas que acendem com o mesmo brilho por apresentarem igual valor de corrente fluindo nelas, sob as quais devem se posicionar os três atores?


(A) L1, L2 e L3

(B) L2, L3 e L4

(C) L2, L5 e L7

(D) L4, L5 e L6

(E) L4, L7 e L8

 

GABARITO:

01E – 02E - 03E – 04E – 05D – 06E - 07A – 08D –  09D – 10E – 11A – 12D – 13D - 14B – 15B.

 

Continua...