Questões de física Enem resolvidas

Questões de física do Enem com gabarito

1. (ENEM/1998)  Um portão está fixo em um muro por duas dobradiças A e B, conforme mostra a figura, sendo P o peso do portão.

Caso um garoto se dependure no portão pela extremidade livre, e supondo que as reações máximas suportadas pelas dobradiças sejam iguais,

(A)  é mais provável que a dobradiça A arrebente primeiro que a B.

(B)  é mais provável que a dobradiça B arrebente primeiro que a A.

(C)  seguramente as dobradiças A e B arrebentarão simultaneamente.

(D)  nenhuma delas sofrerá qualquer esforço.

(E)  o portão quebraria ao meio, ou nada sofreria.

CORREÇÃO

          Questão de análise relativamente complexa, sobre Momento de Uma Força, ou Torque. Tracei na figura o peso P do portão, no Centro de Gravidade (meio), e o do menino na extremidade direita da figura.

          O Torque é dado por: T = F.d.senθ, onde F é a força, d a distância até o apoio e θ o ângulo formado entre F e d. Mas pode-se interpretar Fsenθ como a componente da força perpendicular à distância até o apoio d, ou dsenθ o chamado “braço de alavanca”, ou a distância perpendicular do apoio até a linha de ação da força, que tracejei de vermelho. Veja a figura:

          Os braços de alavancas são iguais em comprimento para as duas dobradiças, e assim o Torque provocado pelos pesos é o mesmo, medido em relação a A ou a B. Assim, argumentar pelo módulo do Torque não fará diferença! E o sentido do Torque, nos dois casos, é o horário.  Observe então que ao girar sob a ação do peso do menino, o portão tende a se apoiar embaixo, que destaquei com um círculo preto, mais distante de A. Isto fará a diferença!

          Como num pé-de-cabra, o portão sob o peso do menino tende a arrancar as dobradiças da parede ao girar no sentido horário, e neste caso a A deve arrebentar, saindo da parede, primeiro. Porque a dobradiça A será forçada para fora da parede, enquanto a B, num primeiro momento servindo como apoio do giro horário, será forçada para dentro!

          Como eu disse, achei a análise bem complexa! Algumas poucas pessoas têm uma visão Física mais intuitiva das coisas, e talvez acertem com mais facilidade e sem tanta discussão teórica.

OPÇÃO: A.

2. (ENEM/1998)  A sombra de uma pessoa que tem 1,80 m de altura mede 60 cm. No mesmo momento, a seu lado, a sombra projetada de um poste mede 2,00 m. Se, mais tarde, a sombra do poste diminuiu 50 cm, a sombra da pessoa passou a medir:

(A)  30 cm

(B)  45 cm

(C)  50 cm

(D)  80 cm

(E)  90 cm

CORREÇÃO

          Questão bem mais tradicional, que mescla uma noção básica de ÓPTICA, a SOMBRA, e Geometria, Semelhança de Triângulos. Como sempre, melhor desenhar um esquema:

Veja: quando bate o sol, a sombra (cinza) é formada e triângulos semelhantes surgem, já que os raios de luz chegam praticamente paralelos. Por semelhança, simples: a altura do poste está para a altura do homem assim como a sombra do poste está para a do homem. Passei todas as unidades para metro!

           As alturas do poste e do homem permanecem à medida que sol se move, e a sombra do poste diminui 50 cm, indo para 1,5m. Nova semelhança: a nova sombra do homem está para a do poste assim como a altura do homem está para a altura do poste: 

 Faz-se até de cabeça, também simples, quando se compreende a semelhança: se a sombra do poste se reduziu ¼ , de 2m para 1,5m, a sombra do homem também se reduz ¼, seguindo a mesma proporção, indo de 60 para 45 cm.

OPÇÃO: B.

3. (ENEM/1998) Na figura abaixo está esquematizado um tipo de usina utilizada na geração de eletricidade.

Analisando o esquema, é possível identificar que se trata de uma usina:

(A)  hidrelétrica, porque a água corrente baixa a temperatura da turbina.

(B)  hidrelétrica, porque a usina faz uso da energia cinética da água.

(C)  termoelétrica, porque no movimento das turbinas ocorre aquecimento.

(D)  eólica, porque a turbina é movida pelo movimento da água.

(E)  nuclear, porque a energia é obtida do núcleo das moléculas de água.

CORREÇÃO

          Também simples a questão, embora já necessite de um conhecimento acadêmico: o nome dado pela Física a um tipo de Energia. Mas uma parte é de conhecimento geral: água caindo de uma altura h, movendo a turbina, trata-se de uma usina HIDRELÉTRICA, aliás, a mais utilizada no Brasil. A energia do movimento da água, que é convertida em energia elétrica, é chamada CINÉTICA.

OPÇÃO: B.

4. (ENEM/1998) (DL-C3-H8) A eficiência de uma usina, do tipo da representada na figura da questão anterior, é da ordem de 0,9, ou seja, 90% da energia da água no início do processo se transforma em energia elétrica. A usina Ji-Paraná, do Estado de Rondônia, tem potência instalada de 512 Milhões de Watt, e a barragem tem altura de aproximadamente 120m. A vazão do rio Ji-Paraná, em litros de água por segundo, deve ser da ordem de:

(A)           50

(B)         500

(C)      5.000

(D)    50.000

(E) 500.000

CORREÇÃO

          Agora a pergunta já é mais complexa, e envolve conhecimento qualitativo e também quantitativo: fórmula e conta! Traduzindo a estória e o tratando dos fenômenos: a água cai, sua Energia Potencial Gravitacional se converte em Cinética, e 90% desta energia Cinética é convertida em Elétrica!

          Duas fórmulas: , onde E _G é energia gravitacional(J), m é massa (kg), g a gravidade e h altura(m).  , P é Potência(W), E a energia(J) e t o tempo(s). Substituindo:

Note que transformamos os milhões em 10 ⁶, levamos em conta os 90% e usamos o tempo de 1s, porque se pede a vazão em litros por segundo! Uma última lembrança é de que a densidade da água é igual a 1 g/ cm ³. 1 litro de água pura tem massa de 1 kg! O que nos leva a algo da ordem de 500.000 litros por segundo!

OPÇÃO: E.

5. (ENEM/1998) No processo de obtenção de eletricidade, ocorrem várias transformações de energia. Considere duas delas:

I. cinética em elétrica         II. potencial gravitacional em cinética

Analisando o esquema, é possível identificar que elas se encontram, respectivamente, entre:

(A)  I- a água no nível h e a turbina,               II- o gerador e a torre de distribuição.

(B)  I- a água no nível h e a turbina,               II- a turbina e o gerador.

(C)  I- a turbina e o gerador,                           II- a turbina e o gerador.

(D)  I- a turbina e o gerador,                           II- a água no nível h e a turbina.

(E)  I- o gerador e a torre de distribuição,      II- a água no nível h e a turbina.

CORREÇÃO

          Consideremos apenas as conversões de energia: transformação de Energia Cinética, do movimento da água, em Elétrica, ocorre entre a turbina, na qual a água passa em movimento, e a eletricidade sai, na outra ponta; já Potencial Gravitacional em Cinética ocorre na queda d’água, entre a água no nível h e a turbina.

OPÇÃO: D.

6. De acordo com este diagrama, uma das modalidades de produção de energia elétrica envolve combustíveis fósseis. A modalidade de produção, o combustível e a escala de tempo típica associada à formação desse combustível são, respectivamente,

(A) hidroelétricas - chuvas - um dia

(B) hidroelétricas - aquecimento do solo - um mês

(C) termoelétricas - petróleo - 200 anos

(D) termoelétricas - aquecimento do solo - 1 milhão de anos

(E) termoelétricas - petróleo - 500 milhões de anos

CORREÇÃO

          Embrenhando em análises e conhecimentos sobre ENERGIA, a questão pergunta sobre combustíveis fósseis: ora, são carvão mineral, gás natural e, claro, petróleo! Veja o link:

> http://pt.wikipedia.org/wiki/Combust%C3%ADveis_f%C3%B3sseis .

Todos estão diretamente envolvidos com o problema do aquecimento global e as mudanças climáticas:

> http://www.bbc.co.uk/portuguese/especial/clima_ambiente.shtml .

Quem usa tais combustíveis na geração de eletricidade são as termelétricas, ainda minoria na matriz energética brasileira. E, estes combustíveis demoraram milhões de anos para serem formados: são não renováveis! Veja o caso do pré-sal brasileiro, diretamente da descobridora, a Petrobras, com vários vídeos:

> http://diariodopresal.wordpress.com/o-que-e-o-pre-sal/ .

OPÇÃO: E.

7. No diagrama estão representadas as duas modalidades mais comuns de usinas elétricas, as hidroelétricas e as termoelétricas. No Brasil, a construção de usinas hidroelétricas deve ser incentivada porque essas

I. utilizam fontes renováveis, o que não ocorre com as termoelétricas que utilizam fontes que necessitam de bilhões de anos para serem reabastecidas.

II. apresentam impacto ambiental nulo, pelo represamento das águas no curso normal dos rios.

III. aumentam o índice pluviométrico da região de seca do Nordeste, pelo represamento de águas.

Das três afirmações acima, somente

(A) I está correta.

(B) II está correta.

(C) III está correta.

(D) I e II estão corretas.

(E) II e III estão corretas.

CORREÇÃO

          Conhecimento bem básico sobre usinas elétricas: http://pt.wikipedia.org/wiki/Gera%C3%A7%C3%A3o_de_eletricidade .

I.                 Certa! Água na barragem é renovável, pela chuva! Petróleo não!

II.               ERRADA. Hidrelétricas apresentam sim, impactos ambientais! Alagam milhares de km²! Não poderia ser diferente. Para citar um caso famoso, veja o dos famosos “bagres” nas usinas do Rio Madeira!

III.             Nada a ver com nada! Hidrelétricas, como Itaipu, podem estar lá no sul do Brasil! Como aumentariam as chuvas no Nordeste?

OPÇÃO: A.

8. Ainda hoje, é muito comum as pessoas utilizarem vasilhames de barro (moringas ou potes de cerâmica não esmaltada) para conservar água a uma temperatura menor do que a do ambiente. Isso ocorre porque:

(A) o barro isola a água do ambiente, mantendo-a sempre a uma temperatura menor que a dele, como se fosse isopor.

(B) o barro tem poder de “gelar” a água pela sua composição química. Na reação, a água perde calor.

(C) o barro é poroso, permitindo que a água passe através dele. Parte dessa água evapora, tomando calor da moringa e do restante da água, que são assim resfriadas.

(D) o barro é poroso, permitindo que a água se deposite na parte de fora da moringa. A água de fora sempre está a uma temperatura maior que a de dentro.

(E) a moringa é uma espécie de geladeira natural, liberando substâncias higroscópicas que diminuem naturalmente a temperatura da água.

CORREÇÃO

          Não sei se isto se enquadra exatamente no programa da Física, mas também pode ser colocado como conhecimento geral. Minha própria avó, Maria Xavier, só tomava água da moringa.

          O fato é que o barro realmente é poroso, e, digamos, “sua”, deixando água passar pelos poros. Desta forma, a superfície externa sempre tem uma minúscula camada de água, que retira calor da moringa, e esta se esfria, para evaporar. É isto...

          Há algo que não tem nada a ver com a Física, mas certamente com a Química! Eu, por exemplo, adoro filtro de barro pelo gosto da água, comparado ao filtro de cerâmica ou aos elétricos. E o gosto da água em um filtro novo é péssimo!

OPÇÃO: C.

 9. Uma garrafa de vidro e uma lata de alumínio, cada uma contendo 330 mL de refrigerante, são mantidas em um refrigerador pelo mesmo longo período de tempo. Ao retirá-las do refrigerador com as mãos desprotegidas, tem-se a sensação de que a lata está mais fria que a garrafa. É correto afirmar que:

(A) a lata está realmente mais fria, pois a capacidade calorífica da garrafa é maior que a da lata.

(B) a lata está de fato menos fria que a garrafa, pois o vidro possui condutividade menor que o alumínio.

(C) a garrafa e a lata estão à mesma temperatura, possuem a mesma condutividade térmica, e a sensação deve-se à diferença nos calores específicos.

(D) a garrafa e a lata estão à mesma temperatura, e a sensação é devida ao fato de a condutividade térmica do alumínio ser maior que a do vidro.

(E) a garrafa e a lata estão à mesma temperatura, e a sensação é devida ao fato de a condutividade térmica do vidro ser maior que a do alumínio.

CORREÇÃO

          Nem é preciso refrigerador: o vidro sempre parece mais quente que o metal! FRIO é uma sensação humana, que decorre da perda de CALOR, este uma forma de energia, para a Física! Quanto mais se perde, ou quanto mais rápido se perde calor, mas frio uma pessoal sente.

          Ninguém morre só por dar uma nadadinha na água gelada! Todo ano vemos imagens de russos nadando no inverno em lagos gelados! Mas, no Pólo Norte, uma queda na água em um buraco no gelo provoca morte em pouquíssimo tempo! A perda de calor é tão grande que inviabiliza o metabolismo da pessoa, e ela morre!

          No caso da questão, como o metal conduz melhor o calor que o vidro, quando a pessoa o pega sente mais frio por estar perdendo calor mais rapidamente, e não em função da diferença de temperatura entre a lata e a garrafa! Por sinal, ao sair da geladeira, a temperatura de ambos é a mesma, pois estão em Equilíbrio Térmico.

OPÇÃO:D.