ENEM Carlos Humberto de Oliveira Martins

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2 ii Nome ii Nome

3 ENEM Carlos Humberto de Oliveira Martins de janeiro de 2017

4 ii Nome ii Nome

5 Sobre o Autor Carlos Humberto de Oliveira Martins é bacharel em Matemática pela UFRJ no ano de 2009 e mestre em Matemática Aplicada às Finanças pelo IMPA no ano É autor do site e ministra aulas particulares pelo Rio de Janeiro. iii

6 Sumário 1 ENEM - Física Respostas Soluções - ENEM ENEM - Física Respostas Soluções - ENEM ENEM - Física Respostas Soluções - ENEM ENEM - Física Respostas Soluções - ENEM ENEM - Física Respostas Soluções - ENEM ENEM - Física Respostas Soluções - ENEM ENEM - Física Respostas Soluções - ENEM Bibliografia 129 i

7 SUMÁRIO ii SUMÁRIO Nome ii Nome

8 SUMÁRIO iii SUMÁRIO Nome iii Nome

9 SUMÁRIO iv SUMÁRIO Nome iv Nome

10 CAPÍTULO 1 ENEM - Física ENEM 2009, Questão (5). Na linha de uma tradição antiga, o astrônomo grego Ptolomeu ( 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 ( ), 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 ( ), 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. ENEM 2009, Questão (14). 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 1.1 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). 1

11 ENEM - Física Figura 1.1 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. 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: Acesso em: 14 jul Devido à alta velocidade, um dos problemas a ser enfrentado na escolha do trajeto que será percorrido pelo trem é o dimensionamento das curvas. Considerandose que uma aceleração lateral confortável para os passageiros e segura para o trem seja de 0, 1g, em que g é a aceleração da gravidade (considerada igual a 10 m /s 2 ), 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) 800m. (d) 1600m. (e) 6400m. ENEM 2009, Questão (18). O manual de instruções de um aparelho de ar condicionado apresenta a seguinte tabela 1.1, com dados técnicos para diversos modelos: ENEM 2009, Questão (17). 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 Tabela 1.1 Nome 2 Nome

12 ENEM - Física 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 arcondicionado. 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. Tabela 1.2 *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. Na tabela 1.3 mostra a relação entre as áreas dos cômodos (em m 2 ) e as potências das lâmpadas (em W ), e foi utilizado como referência para o primeiro pavimento de uma residência. (c) eficiência energética e potência. (d) capacidade de refrigeração e frequência. Tabela 1.3 (e) capacidade de refrigeração e corrente elétrica - ciclo frio. ENEM 2009, Questão (19). 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 na tabela 1.2: Figura 1.2 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) Nome 3 Nome

13 ENEM - Física (b) (c) (d) (e) ENEM 2009, Questão (20). A figura 1.3 mostra um diagrama de bloco de uma estação geradora de eletricidade abastecida por combustível fóssil. (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. ENEM 2009, Questão (24). 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. A figura 1.4 representa a relação entre a umidade relativa do ar e sua temperatura ao longo de um período de 24 horas em um determinado local. Figura 1.3 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. Figura 1.4 Considerando-se as informações do texto e da figura 1.4, 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. Nome 4 Nome

14 ENEM - Física (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. ENEM 2009, Questão (27). 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 560km 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." 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 gravitacional 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 forçapeso 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. Figura 1.5 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 ENEM 2009, Questão (30). 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 110V 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, 19J g 1 C 1, aproximadamente qual a quantidade de gasolina consumida para o aquecimento de água obtido Nome 5 Nome

15 ENEM - Física 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. ENEM 2009, Questão (31). 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 800MHz e 900MHz e constitui os chamados sistemas T DM A/CDM A. a tecnologia GSM, ocupa a frequência de 1.800M Hz. Já Considerando que a intensidade de transmissão e o nível de recepção celular sejam os mesmos para as tecnologias de transmissão T DMA/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) a tecnologia GSM, pois é a que opera com ondas de maior comprimento de onda. (b) a tecnologia T DMA/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 frequência. ENEM 2009, Questão (35). 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 /m 2. 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. vapor em alta pressão movimenta uma turbina acoplada a um gerador de energia elétrica. O Nome 6 Nome

16 ENEM - Física Figura 1.6 Considerando que a distância entre a borda inferior e a borda superior da superfície refletora tenha 6m de largura, conforme a figura 1.6, e que focaliza no receptor os 800 watts /m 2 de radiação provenientes do Sol, e que o calor específico da água é 1cal g 1 C 1 = 4.200J kg 1 C 1, então o comprimento linear do refletor parabólico necessário para elevar a temperatura de 1m 3 (equivalente a 1t) de água de 20 C para 100 C, em uma hora, estará entre: (a) 15m e 21m. (b) 22m e 30m. (c) 105m e 125m. (d) 680m e 710m. (e) 6.700m e 7.150m. ENEM 2009, Questão (37). 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 380nm e 780nm, incidem na córnea, passam pelo cristalino e são projetados na retina. Na retina, encontram-se dois tipos de fotorreceptores, 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. ENEM 2009, Questão (38). 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 Nome 7 Nome

17 ENEM - Física 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 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. ENEM 2009, Questão (39). A invenção da geladeira proporcionou uma revolução no aproveitamento dos alimentos, ao permitir que fossem armazenados e transportados por longos períodos. A figura 1.7 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. Figura 1.7 Disponível em: Acesso em: 19 out (adaptado). 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. ENEM 2009, Questão (45). Considere a seguinte situação hipotética: ao preparar o palco para a apresentação de uma peça de teatro, o iluminador deveria colocar três Nome 8 Nome

18 ENEM - Física Respostas 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 Respostas Questão (5). E Questão (14). E Questão (17). E Questão (18). E Questão (19). D Questão (20). E Questão (24). A Questão (30). D Questão (31). E Questão (35). A Questão (37). D Questão (38). D Questão (39). B Figura 1.8 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. Questão (27). D Questão (45). B 1.2. Soluções - ENEM 2009 ENEM 2009, Solução (5). Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Falsa. Por serem mais antigas, as ideias de Ptolomeu não são mais valiosas necessariamente. Elas ajudaram a compreender na época em que as formulou. Depois o conhecimento evoluiu. Alternativa B: Falsa. Segundo o texto, Copérnico formulou a teoria do heliocentrismo devido a inexatidões na teoria de Ptolomeu. Alternativa C: Falsa. Copérnico não viveu numa época em que a pesquisa científica era livre e incentivada pelas autoridades. Alternatica D: Falsa. Kepler não estudou Marte com vistas de expansão econômica, pois até o presente ano (2009) o homem ainda não chegou à Marte. Alternativa E: Verdadeira. Kepler após estudar Marte por 30 anos verificou que a sua órbita é elíptica, algo que pode ser testado através de observações do planeta e generalizado para os demais planetas. Nome 9 Nome

19 ENEM - Física Soluções - ENEM 2009 A Resposta é a Letra E. ENEM 2009, Solução (14). Observe a figura 1.9. A Resposta é a Letra E. ENEM 2009, Solução (17). A fórmula da aceleração centrípeta é: a cp = v2 R (1.2.1) Figura 1.9 Para aumentar a eficiência, deve-se diminuir as perdas durante o processo com a mesma geração de energia inicial. Ou ainda diminuir os recursos e ter a mesma produção (ou até aumentá-la). Vamos analisar cada uma das alternativas: Alternativa A: Falsa. Pois aumentando a quantidade de combustível, o rendimento será o memso. Não haverá modificação no rendimento. Alternativa B: Falsa. As lâmpadas incandescentes gastam mais energia do que as fluorescentes. Alternativa C: Falsa. Isso não modificará o rendimento. Somente diminuirá o gasto de energia. Alternativa D: Falsa. Diminuindo os cabos e não trocando o material não haverá modificação no rendimento. Alternativa E: Verdadeira. Utilizandose materiais com melhores propriedades condutores, haverá diminuição nas perdas e aumento no rendimento. Utilizando-se lâmpadas fluorescentes, haverá menores perdas e aumento no rendimento. Onde a cp = 0, 1g e pede-se o valor de R. Portanto é necessário calcular v. A velocidade no trajeto deve se manter connstante. O trem-bala deve percorrer a distância de 403km em 1h25min. Ajustando-se as medidas para o Sistema Internacional de Unidade, temos que: 403km = m (1.2.2) 1h25min = min Logo v é igual a: v = = 85min 85 60s Substituindo em (1.2.1): a cp = v R 0, 1g = R R = R = , R 6244, 10m (1.2.3) (1.2.4) (1.2.5) A Resposta que mais se aproxima é 6400m. A Resposta é a Letra E. ENEM 2009, Solução (18). Vamos analisar cada uma das alternativas: Alternativa A: Falsa. Pois não há como determinar a espessura do fio somente Nome 10 Nome

20 ENEM - Física Soluções - ENEM 2009 Tabela 1.4 Figura 1.10 Tabela 1.5 com a vazão do ar e a potência. Alternativa B: Falsa. Pois não há como determinar a quantidade de aparelhos, já que não se tem a potência. Alternativa C: Falsa. Pois não há como determinar a espessura dos fios, já que não se tem dados sobre a corrente elétrica. Alternativa D: Falsa. Pois não há como determinar a espessura dos fios com a frequência. Alternativa E: Verdadeira. Pois com a capacidade de refrigeração é possível determinar a quantidade de aparelhos e com a corrente elétrica (e a capacidade de refrigeração, que também necessita da potência) é possível determinar a resistência do fio através da fórmula R = U i e a espessura do fio com a fórmula R = ρ l/a, onde ρ é a resistividade do fio, l é o comprimento do fio e A a área da seção transversal do fio. A Resposta é a Letra E. Vamos calcular, com o auxílio a tabela 1.4, a potência de todos os aparelhos (geladeira, ferro-elétrico, rádio, aparelho de som, chuveiro elétrico e televisor), sem as lâmpadas: P = P = 4070W (1.2.6) Para as lâmpadas vamos determinar em separado para cada cômodo, de acordo com a tabela 1.5 e a planta baixa: Banheiro e Corredor: Como suas áreas são inferiores a 6m 2, serão duas lâmpadas de 60W cada. Logo P = 2 60 P = 120W. Cozinha e Sala: A área da cozinha é de 9m 2 (3m 3m) e a da sala é de 8, 4m 2 (2, 8m 3, 0m). Logo as áreas estão entre 7, 5 a 10, 5m 2 e, portanto serão lâmpadas de 100W, assim: P = P = 200W. Somando todas as potências, temos P = P = 4390W. A Resposta é a Letra D. ENEM 2009, Solução (19). Observe as tabelas 1.4 e 1.5 e a figura ENEM 2009, Solução (20). Observe a figura Nome 11 Nome

21 ENEM - Física Soluções - ENEM 2009 A Resposta é a Letra E. ENEM 2009, Solução (24). Observe a figura Figura 1.11 Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Falsa. Pois reduzir a quantidade de combustível à usina não irá previnir perdas ou usar as perdas para algum fim. Alternativa B: Falsa. Pois reduzir a quantidade de água que será utilizada no condensador só irá esfriar menos a água que foi aquecida pelo combustível. Isso não irá previrnir perdas ou usar as perdas para outro fim. Alternativa C: Falsa. Reduzir o tamanho da bomba só irá diminuir a vazão de água lançada na caldeira. Isso não irá previrnir perdas ou usar as perdas para outro fim. Alternativa D: Falsa. Os dutos não deveriam trocar calor com o meio ambiente. Somente a água deve esfriar o sistema. Isso não irá previrnir perdas ou usar as perdas para outro fim. Alternativa E: Verdadeira. Usar o calor liberado pelos gases para abastecer outro gerador ir usar as perdas para outro fim, aumentando o rendimento do sistema. Figura 1.12 A fórmula descrita no enunciado é: Umidade relativa do ar = Quantidade real de umidade no ar no volume V Quantidade que o ar suporta no volume V (1.2.7) Portanto para a Umidade relativa do ar aumentar ou a Quantidade real de umidade no ar no volume V aumenta ou a Qauntidade que o ar suporta no volume V diminui. Portanto para a Umidade relativa do ar diminuir ou a Quantidade real de umidade no ar no volume V diminui ou a Qauntidade que o ar suporta no volume V aumenta. Tanto a Quantidade real de umidade no ar no volume V quanto a Qauntidade que o ar suporta no volume V dependem da temperatura. Conforme a figura 1.12, quando a temperatura aumenta a Umidade relativa do ar diminui. A temperatura aumenta devido ao Sol. Nome 12 Nome

22 ENEM - Física Soluções - ENEM 2009 Vamos analisar cada uma das alternativas: Alternativa A: Verdadeira. A temperatura aumenta devido à indolação e a umidade relativa do ar diminui. Alternativa B: Falsa. Não é possível concluir isso somente com a figura 1.12, pois a Qauntidade que o ar suporta no volume V pode aumentar ou diminuir com a temperatura. Alternativa C: Falsa. Conforme a figura 1.12, enquanto a temperatura aumenta a umidade relativa do ar diminui. Alternativa D: Falsa. A umidade relativa do ar é uma medida relativa e não absoluta. Alternativa E: Falsa. A figura 1.12 pode ser aplicada em qualquer dia, pois há variação de temperatura em qualquer dia devido à insolação. A Resposta é a Letra A. ENEM 2009, Solução (27). O astronauta apenas disse a frase. Ele não tentou sentir o peso do telescópio. As Leis de Kepler se referem às óbitas elípticas dos planetas e à velocidade deles em torno dessas óbitas. A Lei da Gravitação Universal foi formulada por Newton. Não há qualquer relação entre a frase do astronauta e as Leis de Kepler. Com relação ao peso a fórmula da aceleração da gravidade é: g h = G MT h 2 (1.2.8) Onde G = 6, m 3 kg 1 s 2, h é a altura do telescópio (desconsiderando o raio da Terra) e M T 5, kg. À altura de 560km + h R T m = 5, R T m a relação entre g RT e g RT +560km é, onde R T 6371km 6, m : g h+560km = G M T 2 (R T +5, ) g h G MT R 2 T ( ) 2 R T = R T + 5, ( 5, , , ( ) = , , 49% ) 2 (1.2.9) Isto é, a variação do peso é muito pequena em relação ao peso na superfície da Terra. Logo o peso do telescópio na altura do satélite ainda é muito grande. Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Falsa. A afirmação do astronauta está incorreta. Alternativa B: Falsa. A afirmação do astronauta está incorreta. Alternativa C: Falsa. Pois a avaliação do peso do telescópio não tem base nas Leis de Kepler. Alternativa D: Verdadeira. Pois o peso à altura de 560km ainda é grande e a força peso é responsável por manter o objeto em órbita. Alternativa E: Falsa. A ação da força contrária (força centrífuga) é resultado do movimento circular do telescópio e não da reação contra a força peso. A Resposta é a Letra D. ENEM 2009, Solução (30). A Equação Fundamental da Calorimetria é: Q = m c t (1.2.10) Nome 13 Nome

23 ENEM - Física Soluções - ENEM 2009 Onde Q é a quantidade de calor transferido, m é a massa da substância (neste caso a água), c é o calor específico e T é a variação de temperatura. A densidade da água é 1 kg /l, logo a massa m, em gramas, de 200 litros de água é: m = = 200kg = g = g (1.2.11) Com 1 litro de gasolina pode-se aquecer 200 litros de água de 20 C até 55 C, assim a quantidade de calor Q G envolvida nese processo é: Q G = m c t = , 19 (55 20) = , = J A potência, P, de um gerador é: P = U 2 R (1.2.12) (1.2.13) Onde U é a voltagem e R é a resistência. Logo a potência do gerador é: P = U 2 R Onde E é a energia fornecida no intervalo de tempo t. O gerador consome 1 litro de gasolina por hora e fornece a potência de 1100W, assim para que o gerador produza Q G = J de energia gatará o tempo t calculado em (1.2.16) a seguir: P = E t t = E P t = s 1100 (1.2.16) Convertendo t para horas, temos que: t = h s s = 7, 41h (1.2.17) Como o gerador gasta 1 litro de gasolina por hora, ele gastará aproximadamente 7 vezes mais gasolina do que se fosse utilizdo o calor produzido pela queima da gasolina somente. A Resposta é a Letra D. ENEM 2009, Solução (31). A velocidade de ondas eletromagnéticas não depende da frequência, mas somente do meio em que elas estão se propagando. O enunciado informa que a intensidade da onda é a memsa para as tecnologias T DMA/CDMA e GSM, A intensidade I de uma onda eletromagnética é definida como: = = 1100W A definição de potência, P, é: P = E t (1.2.14) (1.2.15) I = P 4πR 2 (1.2.18) Onde P é a potência da onda r o raio de alcance da onda. Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Falsa. Ambas as tecnolo- Nome 14 Nome

24 ENEM - Física Soluções - ENEM 2009 gias têm a mesma intensidade de transmissão, logo não há como escolher uma tecnologia pelo comprimento de onda, considerando os critérios. Alternativa B: Falsa. O Efeito Doppler é o efeito de ondas que são emitidas de uma fonte em movimento. Não é o caso. Alternativa C: Falsa. Ambas as ondas se propagam com a mesma velocidade. Alternativa D: Falsa. Isso não justifica a escolha, segundo os critérios estabelecidos. Alternativa E: Verdadeira. As intensidade não dependem nem do comprimento de onda nem da frequência, conforme o enunciado do exercício. A Resposta é a Letra E. ENEM 2009, Solução (35). Observe a figura Logo a potência necessária, P = Q / t, para se aquecer a água é: P = Q t = 3, J 1h = 3, J 3600s 9, watts (1.2.20) Assim a superfície S necessária para aquecer a água é: Logo: 800watts 1m 2 9, watts S S 800 = 9, (1.2.21) S = 9, (1.2.22) S = 116, 25m 2 Figura 1.13 Vamos calcular o calor Q, necessário para se aquecer 1m 3 1t 1 3 kg de água de 20 C até 100 C. Q = m c t Conforme o enunciado e a figura 1.13 a largura l = 6m. Assim o comprimento da placa, c, é: A = l c c = A l c = 116, 25 6 (1.2.23) = (100 20) = (80) = = 3, = 3, J (1.2.19) c = 19, 375m Dentre as alternativas, 15m < 19, 375m < 21m. A Resposta é a Letra A. Nome 15 Nome

25 ENEM - Física Soluções - ENEM 2009 ENEM 2009, Solução (37). Conforme o enunciado, os cones são células que identificam a cor da luz e mandam um impulso nervoso através do nervo óptico para o cérebro. Assim com a pessoa com deficiência em captar luz pelas células cone, não enxergará nenhuma cor, apenas variações de branco e preto. Se o objeto estiver bem iluminado, ela o enxergará como branco, se ele estiver pouco iluminado ela o enxergará como preto. Se ele estiver com uma iiluminação intermediária elo enxergará como cinza. Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Falsa. Ela enxergará o objeto, pois não tem nenhuma deficiência nas células bastonetes. Alternativa B: Falsa. Ela não pode enxergar nenhuma cor, apenas variações de branco e preto. Alternativa C: Falsa. Ela não pode enxergar nenhuma cor, apenas variações de branco e preto. Alternativa D: Verdadeira. Ela enxergará o objeto, pois suas células bastonetes não têm nenhum problema. Contudo enxergar a o objeto com variações de branco e preto (no caso, como cinza). Alternativa E: Falsa. Ela não pode enxergar nenhuma cor, apenas variações de branco e preto. A Resposta é a Letra D. ENEM 2009, Solução (38). Diariamente o posto vende 2000l de álcool, logo semanalmente ele vende = l de álcool. Tem-se que V 0 = l, c v = C 1 e t = 35 5 = 30 C. O aquecimento do álcool resulta num aumento de volume V igual a: V = V 0 c v t = = = 4200l (1.2.24) Portanto o ganho semanal, G S, com o aumento do volume do álccol é de: G S = 4200l 1, 60 R$ l = R$6720, 00 Temos que 6000 < 6720 < A Resposta é a Letra D. (1.2.25) ENEM 2009, Solução (39). Observe a figura Figura 1.14 No funcionamento da geladeira, o gás frio (no estado gasoso) retira calor do refrigerador e quando passa pelo compressor se liquefaz e perde calor para o meio ambiente. Na válvula de expansão ele se vaporiza novamente e fica frio. Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Falsa. A expansão do gás retira energia do líquido na válvula de compressão para que o gás frio receba calor da Nome 16 Nome

26 ENEM - Física Soluções - ENEM 2009 geladeira. Alternativa B: Verdadeira. O calor flui da parte mais fria (a geladeira) para o ambiente externo mais quente, sendo necessário um gasto d eenergia para isso (esta é a 2 a Lei a Termodinâmica). Alternativa C: Falsa. Uma parte do calor esquenta os tubos do sistema de gás. Alternativa D: Falsa. Se houver pouco isolamento do ambiente externo, a eficiência pode cair, pois o calor do ambiente externo pode entrar no sistema. Alternativa E: Falsa. Não é nem mesmo a energia retirada nem a mesma energia, senão a cada abertura de porta a geladeira ficaria bem quente e ocorre que o sistema de refrigeração continua funcionando. A Resposta é a Letra B. Figura 1.16 As resistências 10 e 11 estão ligadas em paralelo, logo a resistência equivalente R eq é. 1 = 1 R eq 2L + 1 2L = 2 2L = 1 L R eq = L (1.2.26) Assim o circuito fica como na figura ENEM 2009, Solução (45). Com cada lâmpada é igual (com resistência igual a L), o esboço do circuito está na figura Figura 1.17 Figura 1.15 A corrente elétrica se divide nos pontos A, B, C e D, logo as lâmpadas 2 e 3, 5 e 6, 7 e 8 estão em série, a resistência equivalente fica sendo igual à soma das duas resistências, logo o circuito fica como na figura As resistências 4 e 12 estão ligadas em série, logo a resistência equivalente é igual à soma das duas e fica igual a 2L entre os pontos A e D, temos 2 resistências iguais a 2L, logo a corente se divide igualmente no ponto A da figura Portanto pelas resistências 2, 3 e 4 passa a mesma corrente, logo elas ficam iluminadas de forma igual. A Resposta é a Letra B. Nome 17 Nome

27 ENEM - Física Soluções - ENEM 2009 Nome 18 Nome

28 CAPÍTULO 2 ENEM - Física ENEM 2010, Questão (47). As ondas eletromagnéticas, como a luz visível e as ondas de rádio, viajam em linha reta em um meio homogêneo. Então, as ondas de rádio emitidas na região litorânea do Brasil não alcançariam a região amazônica do Brasil por causa da curvatura da Terra. Entretanto sabemos que é possível transmitir ondas de rádio entre essas localidades devido a ionosfera. Com a ajuda da ionosfera, a transmissão de ondas planas entre o litoral do Brasil e a região amazônica é possível por meio da: (a) reflexão. (b) refração. (c) difração. (d) polarização. (e) interferência. ENEM 2010, Questão (48). Todo carro possui uma caixa de fusíveis, que são utilizados para proteção dos circuitos elétricos. Os fusíveis são constituídos de um material de baixo ponto de fusão, como o estanho, por exemplo, e se fundem quando percorridos por uma corrente elétrica igual ou maior do que aquela que são capazes de suportar. A tabela 2.1 a seguir mostra uma série de fusíveis e os valores de corrente por eles suportados. Tabela 2.1 Um farol usa uma lâmpada de gás halogênio de 55W de potência que opera com 36V. Os dois faróis são ligados separadamente, com um fusível para cada um, mas, após um mau funcionamento, o motorista passou a conectá-los em paralelo, usando apenas um fusível. Dessa forma, admitindo-se que a fiação suporte a carga dos dois faróis, o menor valor de fusível adequado para proteção desse novo circuito é o: (a) azul. (b) preto. (c) laranja. (d) amarelo. 19

29 ENEM - Física (e) vermelho. ENEM 2010, Questão (50). Em nosso cotidiano, utilizamos as palavras calor e temperatura de forma diferente de como elas são usadas no meio científico. Na linguagem corrente, calor é identificado como algo quente e temperatura mede a quantidade de calor de um corpo. Esses significados, no entanto, não conseguem explicar diversas situações que podem ser verificadas na prática. Do ponto de vista científico, que situação prática mostra a limitação dos conceitos corriqueiros de calor e temperatura? (a) A temperatura da água pode ficar constante durante o tempo em que estiver fervendo. (b) Uma mãe coloca a mão na água da banheira do bebê para verificar a temperatura da água. teste, cada forno operou à potência máxima. O forno mais eficiente foi aquele que: (a) forneceu a maior quantidade de energia às amostras. (b) cedeu energia à amostra de maior massa em mais tempo. (c) forneceu a maior quantidade de energia em menos tempo. (d) cedeu energia à amostra de menor calor específico mais lentamente. (e) forneceu a menor quantidade de energia às amostras em menos tempo. ENEM 2010, Questão (54). Júpiter, conhecido como o gigante gasoso, perdeu uma das suas listras mais proeminentes, deixando o seu hemisfério sul estranhamente vazio. Observe a região em que a faixa sumiu, destacada pela seta na figura 2.1. (c) A chama de um fogão pode ser usada para aumentar a temperatura da água em uma panela. (d) A água quente que está em uma caneca é passada para outra caneca a fim de diminuir sua temperatura. (e) Um forno pode fornecer calor para uma vasilha de água que está em seu interior com menor temperatura do que a dele. ENEM 2010, Questão (52). Com o objetivo de se testar a eficiência de fornos de microondas, planejou-se o aquecimento em 10 C de amostras de diferentes substâncias, cada uma com determinada massa, em cinco fornos de marcas distintas. Nesse Figura 2.1 A aparência de Júpiter é tipicamente marcada por duas faixas escuras em sua atmosfera - uma no hemisfério norte e outra no hemisfério sul. Como o gás está constantemente em movimento, o desaparecimento da faixa no planeta relaciona-se ao movimento das diversas camadas de nuvens em sua atmosfera. A luz do Sol, refletida nessas nuvens, gera a imagem que Nome 20 Nome

30 ENEM - Física é captada pelos telescópios, no espaço ou na Terra. O desaparecimento da faixa sul pode ter sido determinado por uma alteração: (a) na temperatura da superfície do planeta. (b) no formato da camada gasosa do planeta. (c) no campo gravitacional gerado pelo planeta. (d) na composição química das nuvens do planeta. (e) na densidade das nuvens que compõem o planeta. ENEM 2010, Questão (56). Observe a figura 2.2. Figura 2.2 (c) pelo sol que aquece as águas com radiação ultravioleta. (d) pela queima do carvão e combustíveis fósseis. (e) pelos detritos e cinzas vulcânicas. ENEM 2010, Questão (58). Sob pressão normal (ao nível do mar), a água entra em ebulição à temperatura de 100 C. Tendo por base essa informação, um garoto residente em uma cidade litorânea fez a seguinte experiência: Colocou uma caneca metálica contendo água no fogareiro do fogão de sua casa. Quando a água começou a ferver, encostou cuidadosamente uma seringa de injeção, desprovida de agulha, na superfície do líquido e, erguendo êmbolo da seringa, aspirou certa quantidade de água para seu interior, tampando-a em seguida. Verificando após alguns instantes que a água da seringa havia parado de ferver, ele ergue o êmbolo da seringa, constatando, intrigado, que a água voltou a ferver após um pequeno deslocamento do êmbolo. A fonte de energia representada na figura 2.2, considerada uma das mais limpas e sustentáveis do mundo, é extraída do calor gerado: (a) pela circulação do magma no subsolo. (b) pelas erupções constantes dos vulcões. Considerando o procedimento anterior, a água volta a ferver porque esse deslocamento: (a) permite a entrada de calor do ambiente externo para o interior da seringa. (b) provoca, por atrito, um aquecimento da água contida na seringa. Nome 21 Nome

31 ENEM - Física (c) produz um aumento de volume que aumenta o ponto de ebulição da água. (d) proporciona uma queda de pressão no interior da seringa que diminui o ponto de ebulição da água. (e) possibilita uma diminuição da densidade da água que facilita sua ebulição. (e) R$44, 00. ENEM 2010, Questão (70). Observe a tabela 2.2. Ela traz especificações técnicas constantes no manual de instruções fornecido pelo fabricante de uma torneira elétrica. ENEM 2010, Questão (68). A energia elétrica consumida nas residências é medida, em quilowatt-hora, por meio de um relógio medidor de consumo. Nesse relógio, da direita para esquerda, tem-se o ponteiro da unidade, da dezena, da centena e do milhar. Se um ponteiro estiver entre dois números, considera-se o último número ultrapassado pelo ponteiro. Suponha que as medidas indicadas nos esquemas da figura 2.3 tenham sido feitas em uma cidade em que o preço do quilowatt-hora fosse de R$0, 20. Tabela 2.2 Considerando que o modelo de maior potência da versão 220V da torneira suprema foi inadvertidamente conectada a uma rede com tensão nominal de 127V, e que o aparelho está configurado para trabalhar em sua máxima potência. Qual o valor aproximado da potência ao ligar a torneira? (a) 1.830W. (b) 2.800W. Figura 2.3 O valor a ser pago pelo consumo de energia elétrica registrado seria de: (a) R$41, 80. (b) R$42, 00. (c) R$43, 00. (d) R$43, 80. (c) 3.200W. (d) 4.030W. (e) 5.500W. ENEM 2010, Questão (78). Duas irmãs que dividem o mesmo quarto de estudos combinaram de comprar duas caixas com tampas para guardarem seus pertences dentro de suas caixas, evitando, assim, a bagunça Nome 22 Nome

32 ENEM - Física sobre a mesa de estudos. Uma delas comprou uma metálica, e a outra, uma caixa de madeira de área e espessura lateral diferentes, para facilitar a identificação. Um dia as meninas foram estudar para a prova de Física e, ao se acomodarem na mesa de estudos, guardaram seus celulares ligados dentro de suas caixas. Ao longo desse dia, uma delas recebeu ligações telefônicas, enquanto os amigos da outra tentavam ligar e recebiam a mensagem de que o celular estava fora da área de cobertura ou desligado. Para explicar essa situação, um físico deveria afirmar que o material da caixa, cujo telefone celular não recebeu as ligações é de: (a) madeira, e o telefone não funcionava porque a madeira não é um bom condutor de eletricidade. (b) metal, e o telefone não funcionava devido à blindagem eletrostática que o metal proporcionava. (c) metal, e o telefone não funcionava porque o metal refletia todo tipo de radiação que nele incidia. (d) metal, e o telefone não funcionava porque a área lateral da caixa de metal era maior. (e) madeira, e o telefone não funcionava porque a espessura desta caixa era maior que a espessura da caixa de metal. ENEM 2010, Questão (81). Durante uma obra em um clube, um grupo de trabalhadores teve de remover uma escultura de ferro maciço colocada no fundo de uma piscina vazia. Cinco trabalhadores amarraram cordas à escultura e tentaram puxá-la para cima, sem sucesso. Se a piscina for preenchida com água, ficará mais fácil para os trabalhadores removerem a escultura, pois a: (a) escultura flutuará. Dessa forma, os homens não precisarão fazer força para remover a escultura do fundo. (b) escultura ficará com peso menor. Dessa forma, a intensidade da força necessária para elevar a escultura será menor. (c) água exercerá uma força na escultura proporcional a sua massa, e para cima. Esta força se somará à força que os trabalhadores fazem para anular a ação da força peso da escultura. (d) água exercerá uma força na escultura para baixo, e esta passará a receber uma força ascendente do piso da piscina. Esta força ajudará a anular a ação da força peso na escultura. (e) água exercerá uma força na escultura proporcional ao seu volume, e para cima. Esta força se somará à força que os trabalhadores fazem, podendo resultar em uma força ascendente maior que o peso da escultura. ENEM 2010, Questão (84). Um grupo de cientistas liderado por pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), nos Estados Unidos, construiu o primeiro metamaterial que apresenta valor negativo do índice de refração relativo para a luz visível. Denomina-se metamaterial Nome 23 Nome

33 ENEM - Física um material óptico artificial, tridimensional, formado por pequenas estruturas menores do que o comprimento de onda da luz, o que lhe dá propriedades e comportamentos que não são encontrados em materiais naturais. Esse material tem sido chamado de canhoto. Disponível em: Acesso em: 28 abr (adaptado). Considerando o comportamento atípico desse metamaterial, qual é a figura que representa a refração da luz ao passar do ar para esse meio? ENEM 2010, Questão (89). Deseja-se instalar uma estação de geração de energia elétrica em um município localizado no interior de um pequeno vale cercado de altas montanhas de difícil acesso. A cidade é cruzada por um rio, que é fonte de água para consumo, irrigação das lavouras de subsistência e pesca. Na região, que possui pequena extensão territorial, a incidência solar é alta o ano todo. A estação em questão irá abastecer apenas o município apresentado. Qual forma de obtenção de energia, entre as apresentadas, é a mais indicada para ser implantada nesse município de modo a causar o menor impacto ambiental? (a) (b) (a) Termelétrica, pois é possível utilizar a água do rio no sistema de refrigeração. (b) Eólica, pois a geografia do local é própria para a captação desse tipo de energia. (c) Nuclear, pois o modo de resfriamento de seus sistemas não afetaria a população. (c) (d) (d) Fotovoltaica, pois é possível aproveitar a energia solar que chega à superfície do local. (e) Hidrelétrica, pois o rio que corta o município é suficiente para abastecer a usina construída. (e) Figura 2.4 Nome 24 Nome

34 ENEM - Física Respostas 2.1. Respostas interferem entre si. A Resposta é a Letra A. Questão (47). A Questão (48). C Questão (50). A Questão (52). C Questão (54). E Questão (56). A Questão (58). D Questão (68). E Questão (70). A Questão (78). B Questão (81). E Questão (84). D Questão (89). D ENEM 2010, Solução (48). Observe a tabela 2.3. Tabela Soluções - ENEM 2010 ENEM 2010, Solução (47). As ondas de rádio são transmitidas para regiões muito distantes e com nível mais alto ou baixo do que a sua fonte, pois batem e rebatem na ionosfera, sofrendo reflexão. Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Verdadeira. Conforme foi dito antes, as ondas de rádio se propagam devido à reflexão. Alternativa B: Falsa. Refração é o fenômeno que ocorre quando uma onda eletromagnética atravessa meios homogêneos distintos. Alternativa C: Falsa. Difração é o fenômeno que ocorre quando uma onda atravessa um orifício ou obstáculo de tamanho cuja ordem de grandeza é próxima ao comprimento da onda. Alternativa D: Falsa. Polarização é o fenômeno que ocorre com ondas que possuem 2 campos de vibração. Os campos de vibração passam a ficar alinhados. Alternativa E: Falsa. Interferência é o fenômeno que ocorre quando duas ondas Um esboço do conjunto faróis e fusível está na figura 2.5. Figura 2.5 Como a potência dos faróis é igual, a corrente que passará em cada uma delas é igual. O fusível irá suportar a corrente que é igual à soma das duas correntes que passam por cada uma das lâmpadas. Conforme o enunciado, a potência que alimenta cada lâmpada é P = 55W e a voltagem em cada uma é U = 36V, logo a resistência R de cada lâmpada é: P = U 2 R 55 = 362 R R = Ω (2.2.1) Portanto a corrente i que passará por cada Nome 25 Nome

35 ENEM - Física Soluções - ENEM 2010 uma das lâmpadas será igual a: U = R i 36 = i 1 = i i = A (2.2.2) Assim a corrente que passará pelo fusível, i F, será igual a: i F = 2 i = = , 06A (2.2.3) Se pelo fusível passar uma corrente menor do que a que ele pode suportar ele não queimará, portanto o fusível do carro deve suportar uma corrente de no mínimo 3, 06A. Pela tabela 2.3, o fusível a ser escolhido é o de cor laranja. A Resposta é a Letra C. ENEM 2010, Solução (50). Conforme o enunciado, na linguagem corrente, calor é usado para identificar quando algo está quente e temperatura mede a quantidade de calor num corpo. Vamos aos conceitos científicos de temperatura e calor. Temperatura: Temperatura mede o grau de agitação das moléculas de um corpo. Calor: Calor é a transferência de energia térmica entre dois corpos de diferentes temperaturas. O calor é transferido do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura. Calor Latente: Calor Latente é o calor que é transferido para o corpo enquanto ele esta mudando de estado físico. Calor Sensível: Calor Sensível é o calor que é transferido para o corpo enquanto ele está aumentando ou abaixando a sua temperatura. Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Esta é a resposta. De acordo com os conceitos corriqueiros, se a água está recebendo calor ela deve aumentar a sua temperatura, porém a temperatura da água não muda enquanto ela está fervendo. Alternativa B: Esta não é a resposta. O conceito corriqueiro de temperatura e calor atende a essa situação, pois se a água está com muito calor, ela está com a temperatura alta. Alternativa C: Esta não é a resposta. O conceito corriqueiro de temperatura e calor atende a essa situação, pois a chama quente do fogão é usada para aumentar a temperatura da água. Alternativa D: Esta não é a resposta. O conceito corriqueiro de temperatura e calor atende a essa situação, pois se a água de uma caneca está quente, a sua temperatura está alta, logo misturada com uma com menos calor (de temperatura mais baixa) sua temperatura irá diminuir. Alternativa E: Esta não é a resposta. O conceito corriqueiro de temperatura e calor atende a essa situação, pois se a vasilha tem menor temperatura do que a do Nome 26 Nome

36 ENEM - Física Soluções - ENEM 2010 forno é porque ela tem menos calor (e menor temperatura) e o forno mais calor (e mais temperatura) do que ela. O forno então pode forncer calor à vasilha, aumentando a temperatura dela. A Resposta é a Letra A. a eficiência. A Resposta é a Letra C. ENEM 2010, Solução (54). Observe a figura 2.6. ENEM 2010, Solução (52). A potência de um aparelho eletrônico qualquer é: P = E t (2.2.4) Onde E é a energia fornecida no intervalo de tempo t. O enunciado do exercício, implicitamente, diz que o forno com maior eficiência é o forno qual maior potência. Assim analisando a fórmula (2.2.4), para a potência de um forno ser maior, ou a energia fornecida, E, deve ser maior, num mesmo intervalo de tempo t, ou para uma mesma quantidade de energia fornecida o intervalo de tempo t deve ser menor. Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Falsa. Nesse caso pode ocorrer de um forno de micro-ondas ficar ligado o dia inteiro e fornecer a quantidade de energia igual a que um outro forno mais potente poderia fornecer em uma hora, por exemplo. Alternativa B: Falsa. Este é o contrário do aumento de eficiência (potência). Alternativa C: Verdadeira. Conforme foi dito antes, este forno de micro-ondas tem maior eficiência (potênca). Alternativa D: Falsa. Este não é o critério para eficiência. O forno de micro-ondas force energi para qualquer material que esteja dentro dele. Alternativa E: Falsa. Esta pode diminuir Figura 2.6 Conforme o enunciado do exercício, o desaparecimento da faixa no planeta relaciona-se ao movimento das diversas camadas de nuvens em sua atmosfera, já que o gás está em constante movimento, isto é, os gases da atmosfera se movimentam por convecção (consequência da mudança de densidade provocada pelo calor na atmosfera). Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Falsa. A temperatura na superfície do planeta não pode modificar a densidade do gás. Alternativa B: Falsa. Conforme o enunciado do exercício, o mudança se dá por convecção, não por mudança no formato da atmosfera. Alternativa C: Falsa. Conforme o enunciado do exercício, o mudança se dá por convecção, não por mudança no campo gravitacional do planeta. Alternativa D: Falsa. Conforme o enunciado do exercício, o mudança se dá por convecção, não por mudança na composição química das nuvens do planeta. Nome 27 Nome

37 ENEM - Física Soluções - ENEM 2010 Alternativa E: Verdadeira. A mudança da densidade das nuves provoca o fenômeno de convecção. A Resposta é a Letra E. ENEM 2010, Solução (56). Observe a figura 2.7. Figura 2.7 Segundo a figura 2.7, o processo de geração de energia elétrica é: 1. Ao escavar um quilômetro em direçao ao centro da Terra, a temperatura pode chegar até a 250 C ; 2. A água aquecida gera vapor que pode ser empregado para impulsionar turbinas e gerar energia elétrica. A água é aquecida pelo magma. Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Verdadeira. A água é aquecida pela circulação de magma no solo. Alternativa B: Falsa. As erupções vulcânicas não aquecem a água, pois assim a água ficaria suja e inutilizável. Alternativa C: Falsa. Se o Sol aquecesse a água, não haveria necessidade de escavar um quilômetro em direção ao centro da Terra. Alternativa D: Falsa. carvão nem combustíveis fósseis. Não é queimado Alternativa E: Falsa. A água é aquecida pelo magma. A Resposta é a Letra A. ENEM 2010, Solução (58). Quando o garoto cuidadosamente retira parte da água com a seringa, podemos entender que não houve troca de calor entre a água e o ambiente externo. Com a água é um líquido, ela não muda de volume, logo quando o garoto aspira a água fervente para o interior da seringa houve um aumento de pressão e a coesão entre as moléculas de água ficou maior, pois a água parou de ferver. Quando ele deslocou a seringa novamente, a água voltou a ferver, logo podemos entender que houve uma queda de pressão e a coesão entre as moléculas de água ficou menor, pois a água voltou a ferver. Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Falsa. A transformação não trocou calor com o ambiente externo. Alternativa B: Falsa. A água não foi aquecida, houve um aumento e queda de pressão. Alternativa C: Falsa. Como a água é um líquido, não houve aumento de volume devido à pressão, nem houve aquecimento para aumentar o volume. Alternativa D: Verdadeira. foi dito antes. Conforme Alternativa E: Falsa. Não houve aquecimento da água para haver mudança de densidade. Nem houve alteração no volume da água na seringa. A Resposta é a Letra D. ENEM 2010, Solução (68). Observe a fi- Nome 28 Nome

38 ENEM - Física Soluções - ENEM 2010 gura 2.8. Tabela 2.4 Figura 2.8 A potência P de um aparelho é igual a: P = U 2 R (2.2.9) Confome a figura 2.8, a leitura do mês passado é: 2563 (2.2.5) E a leitura do mês atual é: 2783 (2.2.6) O consumo de energia, C, é igual à diferença entre a leitura do mês atual e a do mês passado 2.2.5, assim: Segundo a tabela 2.4, a potência máxima da torneira (quando ela está quente) é 5500W sob uma potência de 220V, logo a resistência da torneira é: P = U 2 R 5500 = 2202 R R = R = 8, 8Ω (2.2.10) C = = 220 Portanto o valor, V, a ser pago é: V = 0, 20 C = 0, = 44, 00 A Resposta é a Letra E. (2.2.7) (2.2.8) Assim a potência dissipada pela torneira sob uma tensão de 127V é igual a: P = U 2 R P = , 8 P 1832, 84 (2.2.11) Entre as alternativas de resposta, a mais aproximada é 1830W. A Resposta é a Letra A. ENEM 2010, Solução (70). Observe a tabela 2.4. ENEM 2010, Solução (78). A questão relembra a experiência da Gaiola de Faraday, que é um ambiente revestido externamente por uma material metálico e com Nome 29 Nome

39 ENEM - Física Soluções - ENEM 2010 o interior oco (tipo um carro, um globo da morte, um avião, etc...). Nesta experiência, Faraday disparou raios elétricos na gaiola e verificou que no interior dela não havia campo elétrico, isto é, se ele ficasse dentro da gaiola, não tomaria nenhum choque proveniente dos raios. Portanto a Gaiola de Faraday oferece blindagem eletrostática. Com a onda de telefone celular é eletromagnética, o celular que ficou fora de área foi o colocado na caixa de metal. Uma outra aplicação da Gaiola de Faraday é o avião, pois mesmo numa tempestade, os seus passageiros não tomam nenhum choque dentro do avião. Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Falsa. O celular que ficou fora de área foi o colocado na caixa de metal. Alternativa B: Verdadeira. Conforme explicado anteriormente, a caixa de metal é uma blindagem elétrostática. Alternativa C: Falsa. A comunicação da telefonia celular nao é por radiação. Alternativa D: Falsa. O telefone não funcionava devido à bildagem eletrostática. Alternativa E: Falsa. O celular que ficou fora de área foi o colocado na caixa de metal. A Resposta é a Letra B. ENEM 2010, Solução (81). Quando um objeto está mergulhado na água, a força empuxo é igual ao peso do volume de água deslocado e contrária à força peso. A força empuxo é calculada conforme a equação (2.2.12). E = ρ a V d g (2.2.12) Onde ρ a é a densidade da água, V d é o volume de água desclocado e g é a acelaração da gravidade. Um esboço das forças que atuam na escultura está na figura 2.9. Assim a força empuxo ajuda a retirar a escultura da água. Figura 2.9 Onde E é o empuxo, F é força exercida pelos trabalhadores P a força-peso. Assim: F + E = P F = P E (2.2.13) Portanto a força exercida pelos trabalhadores será menor do que o peso da escultura devido ao empuxo. Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Falsa. O empuxo pode não ser igual à força-peso. Alternativa B: Falsa. O peso da escultura não se altera. Alternativa C: Falsa. A água exercerá uma força (chamada de empuxo) de baixo para cima igual ao peso do volume de água deslocado. Alternativa D: Falsa. A força empuxo é de baixo para cima. Nome 30 Nome

40 ENEM - Física Soluções - ENEM 2010 Alternativa E: Verdadeira. explicado antes. A Resposta é a Letra E. Conforme ele vale 1 (o contrário do do ar), assim: n 1 senθ 1 = n 2 senθ 2 ENEM 2010, Solução (84). O índice de refração n de um material é definido como: 1 senθ 1 = 1 senθ 2 (2.2.16) n = c v (2.2.14) senθ 1 = senθ 2 Onde c é a velocidade da luz no vácuo e v é a velocidade da luz no material. Observe que n não pode ser menor do que 1, pois não pode haver velocidade maior do que a da luz no vácuo. A Lei de Snell-Descartes, quantifica o valor da mudança de trajetória do raio de luz que incide de um meio de índice de refração n 1 (usualmente o ar) e um meio de índice de refração n 2 (no caso o metamaterial). O cálculo da Lei de Snell-Descartes está na equação (2.2.15). n 1 senθ 1 = n 2 senθ 2 (2.2.15) Onde θ 1 e θ 2 são calculado conforme a figura Figura 2.10 Como o índice de refração do metameterial tem valor negativo, vamos supor que Como 0 θ 1 90 e 0 θ 2 90, temos que θ 2 = θ 1, portanto o raio refratado no metamaterial fica como na figura Figura 2.11 A Resposta é a Letra D. ENEM 2010, Solução (89). Conforme o enunciado, o município é cercado de altas montanhas e de difícil acesso, logo não venta muito nessa cidade, o que não favorece a produção de energia eólica. Além disso a cidade é cruzada por um rio que é fonte de pesca e água para a população local, portanto não se pode mexer no rio, o que não favorece a produção de energia hidroelétrica (pois o rio deveria ser represado, o que afetaria a população de peixes), de energia termelétrica (pois se a água do rio fosse usada para resfriar a água da usina, haveria morte de peixes e não haveria um meio pra eles se reproduzirem) e de energia nuclear (que funciona Nome 31 Nome

41 ENEM - Física Soluções - ENEM 2010 parecida com a termelétrica, a justificativa é a mesma). Como na cidade a incidência solar é alta o ano todo a produção de energia solar é favorecida. Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Falsa. A água quente do rio reduziria a população de peixes. Alternativa B: Falsa. A geografia do local não é própria para correr vento na cidade. Alternativa C: Falsa. Análogo à Alternativa A. Alternativa D: Verdadeira. A produção de energia fotovoltaica (solar) é a única favorecida. Alternativa E: Falsa. Pois afetaria a população de peixes. A Resposta é a Letra D. Nome 32 Nome

42 CAPÍTULO 3 ENEM - Física ENEM 2011, Questão (47). 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 na figura 3.1 a seguir. Figura 3.1 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. 33

43 ENEM - Física (e) A escolha do ângulo a ser girado, sendo possível, inclusive, medi-lo pelo número de dentes da engrenagem. ENEM 2011, Questão (51). Para evitar o desmatamento da Mata Atlântica nos arredores da cidade de Amargosa, no Recôncavo da Bahia, o Ibama tem atuado no sentido de fiscalizar, entre outras, as pequenas propriedades rurais que dependem da lenha proveniente das matas para a produção da farinha de mandioca, produto típico da região. Com isso, pequenos produtores procuram alternativas como o gás de cozinha, o que encarece a farinha. Uma alternativa viável, em curto prazo, para os produtores de farinha em Amargosa, que não cause danos à Mata Atlântica nem encareça o produto é a: (a) construção, nas pequenas propriedades, de grandes fornos elétricos para torrar a mandioca. (b) plantação, em suas propriedades, de árvores para serem utilizadas na produção de lenha. (c) permissão, por parte do Ibama, da exploração da Mata Atlântica apenas pelos pequenos produtores. (d) construção de biodigestores, para a produção de gás combustível a partir de resíduos orgânicos da região. (e) coleta de carvão de regiões mais distantes, onde existe menor intensidade de fiscalização do Ibama. ENEM 2011, Questão (56). 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. (e) oscila com uma frequência menor do que a que pode ser percebida pelo captador. ENEM 2011, Questão (60). Em um manual de um chuveiro elétrico são encontradas informações sobre algumas características técnicas, ilustradas na figura 3.2, como a tensão de alimentação, a potência dissipada, o dimensionamento do disjuntor ou Nome 34 Nome

44 ENEM - Física fusível, e a área da seção transversal dos condutores utlizados. 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 3.4); o comprimento de onda correspondente à cor do objeto é encontrado no lado oposto ao comprimento de onda da absorção máxima. Figura 3.2 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 4400W, a razão entre as suas respectivas resistências elétricas, R A e R B, que justifica a diferença de dimensionamento dos disjuntores, é mais próxima de: Figura 3.3 (a) 0, 3. (b) 0, 6. (c) 0, 8. (d) 1, 7. (e) 3, 0. ENEM 2011, Questão (63). 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. figura 3.3 mostra o espectro de absorção A Figura 3.4 Qual a cor da substância que deu origem ao espectro da figura 3.3? (a) Azul. (b) Verde. (c) Violeta. (d) Laranja. (e) Vermelho. Nome 35 Nome

45 ENEM - Física ENEM 2011, Questão (66). 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. ENEM 2011, Questão (67). 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 reflectância 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 3.5, para objetos comuns na superfície terrestre. Figura 3.5 De acordo com as curvas de assinatura espectral apresentadas na figura 3.5, para que se obtenha a melhor discriminação 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. ENEM 2011, Questão (70). Um curioso estudante, empolgado com a aula de circuito elétrico que assistiu na escola, resolve desmontar sua lanterna. Utilizando- Nome 36 Nome

46 ENEM - Física 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, conforme a figura 3.6: Figura 3.6 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). ENEM 2011, Questão (71). 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 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 negati- Nome 37 Nome

47 ENEM - Física vamente 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. ENEM 2011, Questão (73). 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 0N a 50N e um cubo maciço e homogêneo de 10cm de aresta e 3kg de massa. Inicialmente, foi conferida a calibração do dinamômetro, constatando-se a leitura de 30N 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 24N no dinamômetro, conforme a figura 3.7. (d) 2, 4. (e) 4, 8. ENEM 2011, Questão (74). 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 tinham 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: Acesso em: 27 jul (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. Figura 3.7 Considerando que a aceleração da gravidade local é de 10 m /s 2, a densidade de água do lago, em g /cm 3, é: (a) 0, 6. (b) 1, 2. (c) 1, 5. (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. Nome 38 Nome

48 ENEM - Física ENEM 2011, Questão (77). Para medir o tempo de reação de uma pessoa, pode-se realizar a seguinte experiência: I: Mantenha uma régua (com cerca II: de 30cm) suspensa verticalmente, segurando-a pela extremidade superior, de modo que o zero da régua esteja situado na extremidade inferior. 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 na figura 3.8 mostra a posição em que três pessoas conseguiram segurar a régua e os respectivos tempos de reação. (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. ENEM 2011, Questão (78). Um tipo de vaso sanitário que vem substituindo as válvulas de descarga está esquematizado na figura 3.9. 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. Figura 3.8 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. Figura 3.9 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. Nome 39 Nome

49 ENEM - Física (d) ao diâmetro do distribuidor de água. (e) à eficiência da válvula de enchimento do tanque. ENEM 2011, Questão (80). 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, pode-se 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 (CH 4 ) das hidrelétricas podem ser comparáveis às emissões de CO 2 das termelétricas. MORET, A. S.; FERREIRA, I. A. As hidrelétricas do Rio Madeira e os impactos socioambientais da eletrificação no Brasil. Revista Ciência Hoje. V. 45, 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: 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. ENEM 2011, Questão (84). 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, verificase que a luz apresenta um comportamento como o ilustrado na figura Sabese que o som, dentro de suas particularidades, também pode se comportar dessa forma. (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 Figura 3.10 Em qual das situações a seguir está representado o fenômeno descrito no texto? Nome 40 Nome

50 ENEM - Física (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. (d) fomentar a coleta seletiva de lixo nas cidades para aumentar o volume de lixo incinerado. (e) diminuir a temperatura de incineração do lixo para produzir maior quantidade de energia elétrica. ENEM 2011, Questão (86). Uma das modalidades presentes nas olimpíadas é o salto com vara. As etapas de um dos saltos de um atleta estão representados na figura (e) Ao emitir uma nota musical muito aguda, uma cantora de ópera faz com que uma taça de cristal se despedace. ENEM 2011, Questão (85). Um dos processos usados no tratamento do lixo é a incineração, que apresenta vantagens e desvantagens. Em São Paulo, por exemplo, o lixo é queimado a altas temperaturas e parte da energia liberada é transformada em energia elétrica. No entanto, a incineração provoca a emissão de poluentes na atmosfera. Uma forma de minimizar a desvantagem da incineração, destacada no texto, é: (a) aumentar o volume do lixo incinerado para aumentar a produção de energia elétrica. (b) fomentar o uso de filtros nas chaminés dos incineradores para diminuir a poluição do ar. (c) aumentar o volume do lixo para baratear os custos operacionais relacionados ao processo. Figura 3.11 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. Nome 41 Nome

51 ENEM - Física Respostas (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 Respostas Questão (47). D Questão (51). D Questão (56). C Questão (60). A Questão (63). E Questão (66). C Questão (67). E Questão (70). D Questão (71). A Questão (73). B Questão (74). D Questão (77). D Questão (78). B Questão (80). D Questão (84). A Questão (85). B Questão (86). C 3.2. Soluções - ENEM 2011 ENEM 2011, Solução (47). Observe a figura Figura 3.12 O movimento das partículas (que é browniano) incide nas paletas da figura No movimento browniano, a tendência é o conjunto das particula é ter velocidade média igual a 0, isto é, muitas partículas se movimentam num sentido e, praticamente em igual número, diversas partículas se movimentam em igual número na Nome 42 Nome

52 ENEM - Física Soluções - ENEM 2011 direção oposta. Por este motivo, a engrenagem deve possuir uma trava para garantir que as paletas se movimentem apenas numa direção. Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Falsa. o conjunto paletas e partículas. O motor seria A trava serve para garantir que as paletas se movimentem apenas numa direção. Alternativa B: Falsa. A velocidade depende das partículas. A trava serve para garantir que as paletas se movimentem apenas numa direção. Alternativa C: Falsa. Embora a trava controle a velocidade tangencial, a função da trava não é medir a velocidade. Alternativa D: Verdadeira. O movimento das partículas é browniano, portanto aleatório e a trava serve para garantir que as paletas se movimentem apenas numa direção. Alternativa E: Falsa. A trava serve para garantir que as paletas se movimentem apenas numa direção. A Resposta é a Letra D. ENEM 2011, Solução (51). Conforme o enunciado, a alternativa não pode causar danos à Mata Atlântica (e ao meio ambiente) nem encarecer o produto e deve ser utilizada no curto prazo. Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Falsa. O uso de fornos elétricos irá encarecer os produtos. Alternativa B: Falsa. Não é uma solução de curto prazo, pois as árvores plantadas demoram um bom tempo para serem utilizadas. Alternativa C: Falsa. Além de continuar com o desmatamento, a produção seria menor o que acarretaria aumento no preço da farinha. Alternativa D: Verdadeira. O aproveitamento dos resíduos para a obtenção de gás não acarreta desmatamento e, a princípio, não aumentaria muito o preço da farinha. Além disso é uma solução que não agride o meio ambiente. Alternativa E: Falsa. Continuaria o desmatamento da Mata Atlântica, alem de aumentar o preço da farinha. A Resposta é a Letra D. ENEM 2011, Solução (56). Conforme o enunciado, o imã produz uma ordenação nos polos magnéticos na corda da guitarra. Quando o músico toca a guitarra, a vibração das cordas produz uma variação no campo magnético dos fios da bobina, o que gera corrente elétrica que percorre estes fios e é transmitida ao amplificador e ao altofalante. As cordas de náilon não terão seus pólos magnéticos ordenados a tal ponto de induzirem uma corrente nos fios da bobina. Portanto, como não há corrente, nada é trasmitido ao amplificador e nem ao altofalante. Não será emitido nenhum som. Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Falsa. O náilon não isola a passagem de corrente elétrica. Ele não é magnetizado e não gera corrente elétrica na bobina. Alternativa B: Falsa. O nálion não produz corrente elétrica na bobina. Alternativa C: Verdadeira. O náilon produz uma variação de campo magnético desprezível e não induz corrente na bobina. Alternativa D: Falsa. O náilon produz Nome 43 Nome

53 ENEM - Física Soluções - ENEM 2011 uma variação de campo magnético desprezível e não induz corrente na bobina. Alternativa E: Falsa. O náilon produz uma variação de campo magnético desprezível e não induz corrente na bobina. A Resposta é a Letra C. ENEM 2011, Solução (60). Temos que: Figura 3.13 P = U 2 R (3.2.1) Onde P é a potência, U é a voltagem e R a resistência. Os dois chuveiros estão funcionando com a mesma potência de 4400W. O chuveiro A está funcionando soba voltagem de 127V e o B sob a de 220V. Assim: P B P A = U 2 R B U R A 1 = = R B R B R A R A 1 = R A R B = RA R B R A = R B Figura 3.14 Pela figura 3.14, se a absorção da substância é máxima num certo comprimento de onda, ela apresentará a cor diametralmente oposta na roda de cores. Pela figura 3.13, a absorção máxima é a onda com o comprimento de 500nm, correspondente à luz verde pela figura Pela figura 3.14, a substância apresentará cor vermelha, conforme a figura R A R B 0, 33 A alternativa mais próxima é a 0, 3. (3.2.2) A Resposta é a Letra A. Figura 3.15 A Resposta é a Letra E. ENEM 2011, Solução (63). Observe as figuras 3.13 e ENEM 2011, Solução (66). Conforme o enunciado, durante a combustão do com- Nome 44 Nome

54 ENEM - Física Soluções - ENEM 2011 bustível para a liberação de energia, há perda de energia. O quantidade total de energia não é convertida integralmente. Vamos analisar cada uma das alternativas: Alternativa A: Falsa. afirma o contrário. Alternativa B: Falsa. O enunciado A realização de trabalho do motor é controlável, pois o motor é projetado para ter um certo tipo de funcionamento. Não pode ser descontrolado. Alternativa C: Verdadeira. As perdas no motor geraçmente se dão por calor (energia térmica) e ruído (energia sonora). Alternativa D: Falsa. O motor de um carro tansforma a energia térmica em cinética. Alternativa E: Falsa. Análoga à alternativa B. A realização de trabalho do motor é controlável, pois o motor é projetado para ter um certo tipo de funcionamento. Não pode ser descontrolado. A Resposta é a Letra C. ENEM 2011, Solução (67). Observe a figura Figura 3.16 Conforme o enunciado do exercício, a reflectância de um objeto é igual a quantidade de energia refletida por esse objeto. curva de comportamento espectral ou assinatura espectral do objeto é igual a relação entre a refletância de um dado objeto e o comprimento de onda da REM (radiação eletromagnética). A figura 3.16 mostra a reflectância para alguns objetos comuns na superfície da Terra. Para se distinguir melhor os objetos da superfície da Terra, temos que escolher a banda da REM em que eles têm a sua reflectância mais distinta possível. Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Falsa. A Os objetos solo arenoso, grama e asfalto têm as suas reflectâncias muitos próximas para a banda 0, 4, conforme a figura Alternativa B: Falsa. Os objetos água, asfalto, solo arenoso e grama têm as suas reflectâncias muitos próximas para a banda 0, 5, conforme a figura Alternativa C: Falsa. Os objetos água, asfalto, solo arenoso e grama têm as suas reflectâncias muitos próximas para a banda 0, 6, conforme a figura Alternativa D: Os objetos solo arenoso e grama têm as suas reflectâncias muitos próximas para a banda 0, 7, conforme a figura Alternativa E: Verdadeira. Os objetos asfalto, solo arenoso, concreto e grama têm suas reflectâncias bem distindas tanto para a banda 0, 8 quanto para a banda 0, 9, conforme a figura A Resposta é a Letra E. ENEM 2011, Solução (70). Observe a figura Nome 45 Nome

55 ENEM - Física Soluções - ENEM 2011 o terminal da lâmpada não está ligado ao pólo positivo da pilha. Caso 7: A lâmpada acende. A explicação é análoga ao caso 1. Assim as lâmpadas que acendem são as 1, 3 e 7. A Resposta é a Letra D. Figura 3.17 A questão deve ser feita por eliminação. Vamos eliminar os casos em que a lâmpada não acende, lembraando que para acender deve haver uma ligação entre os polos positivo e negativo da pilha e a lâmpada deve estar sendo alimentada por este fio, ou ainda a lâmpada pode estar encostada num dos pólos e o fio no outro (sempre com o fio ligado à lâmpada). Vamos analisar cada uma dos casos. Caso 1: A lâmpada acende, pois o terminal da lâmpada está ligado ao fio e ao pólo positivo e o fio está ligado ao terminal negativo. Caso 2: A lâmpada não acende, pois o terminal da lâmpada está ligado ao fio e ao pólo negativo e o fio não está ligado ao terminal positivo, logo não há corrente fluindo entre os dois pólos. Caso 3: A lãmpada acende. A explicação é análoga ao caso 1. Caso 4: A lâmpada não acende, pois o terminal da lâmpada está ligado ao fio, mas não há ligação entre os pólos, logo não há corrente fluindo entre os dois pólos. Caso 5: A lâmpada não acende, pois o terminal da lâmpada está ligado ao pólo positivo, mas o fio não está ligado ao terminal da lâmpada, logo não há corrente fluindo entre os dois pólos. Caso 6: A lâmpada não acende. Pois ENEM 2011, Solução (71). Segundo o enunciado, os biocombustíveis de primeira geração são derivados da soja, milho e cana-de-açúcar e sua produção ocorre através da fermentação. Os combustíveis de segunda geração são aqueles produzidos a partir de resíduos de madeira (serragem, por exemplo), talos de milho, palha de trigo ou capim de crescimento rápido. A produção de energia destes biocombustíveis é através da queima e não polui tanto o ar com CO 2 quanto os combustíveis derivado do petróleo, o carvão, etc... Além disso a matéria-prima dos combustíveis de segunda geração é barata e abundante. Para eles serem usados em larga escala, basta que a sua produção seja eficiente e cause poucos danos ao meio ambiente (o que ocorre). Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Verdadeira. Para serem utilizados em larga escala, a produção deve ser eficiente. Alternativa B: Falsa. Eles não oferecem os mesmo riscos ao meio ambiente quanto o scombustíveis fósseis (gasolina, diesel, carvão, etc...) Alternativa C: Falsa. O fato de a matéria-rima ser abundante poderia gerar novos empregos, pois seriam necessários trabalhadores para colher a matéria-prima. Alternativa D: Falsa. Análogo à alterna- Nome 46 Nome

56 ENEM - Física Soluções - ENEM 2011 tiva C. Alternativa E: Falsa. Um avanço tecnológico geralmente extingue alguns empregos, mas após um certo período de tempo (geralmente curto) este próprio avanço tecnológico gera novos empregos, pois as pessoas passam a trabalhar na cadeia produtiva gerada por este avanço tencológico. A Resposta é a Letra A. ENEM 2011, Solução (73). Observe as figuras 3.18 e Conforme a figura 3.19, o equilíbrio das forças que atuam no cubo quando ele está imerso na água estão na equação (3.2.3). P = E + F (3.2.3) Onde P = 30N é a força peso, F = 24N é a força exercida pelo dínamo e E é a forçaempuxo, portanto: P = E + F E = P F (3.2.4) E = E = 6N A força empuxo que atua sobre um copor imerso num líquido é: Figura 3.18 E = V d ρ l g (3.2.5) Onde V d é o volume de água deslocado, ρ l é a densidade do líquido e g é a aceleração da gravidade. A aresta do cubo é 10cm 10 0, 01m = 0, 1m. No experimento, V d é igual à metade do volume do cubo, assim: Figura 3.19 Conforme o enunciado, o peso do cubo é de 30N. 0, 13 V d = 2 (3.2.6) = 0, 0005m 3 Portanto, voltando na equação (3.2.5), Nome 47 Nome

57 ENEM - Física Soluções - ENEM 2011 tem-se que: E = V d ρ l g 6 = 0, 0005 ρ l 10 6 = 0, 005 ρ l ρ l = 6 0, 005 ρ l = 1200 kg m 3 Vamos transformar kg /m 3 para g /cm kg m g kg 1kg 1200( ) m 100cm 3 1m = 1200 kg 1000g 1 kg ( ) 3 m 100cm 1 m = (10 2 ) 3 = = (3.2.7) (3.2.8) profundidade no mar. Para obter a imagem do navio, pode ser usada a reflexão da luz ou do som. A utilização da luz para reproduzir o Titanic é inviável, pois a 100m de profundidade do mar só 1% da luz lançada na superfície do mar é enxergada. 99% da luz é absorvida pela água. O som é uma onda mecânica e a água não absorve tanto o som. Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Falsa. A luz solar é absorvida pela água do mar. A 100m de profundidade, 99% da luz é absorvida pela água. Alternativa B: Falsa. A absorção da luz pela água do mar inviabiliza a utilização de luz para a construção da imagem do navio. Alternativa C: Falsa. Não há como quantificar a refração da luz, pois a profundidade é muito grande. Além disso a 100m de profundidade, 99% da luz é absorvida pela água. Alternativa D: Verdadeira. O sonar é eficiente, enquanto a luz é praticamente toda absorvida a 4km de profundidade. Alternativa E: Falsa. A reflexão da luz a 4km de profundidade é muito pequena, pois a luz é praticamente toda absorvida. A Resposta é a Letra D. ENEM 2011, Solução (77). Observe a figura = 1, 2 g cm 3 A Resposta é a Letra B. ENEM 2011, Solução (74). Conforme o enunciado do exercício, será formada uma imagem 3D do Titanic, que está 4km de Figura 3.20 A distância percorrida pela régua au- Nome 48 Nome

58 ENEM - Física Soluções - ENEM 2011 menta mais rapidamente que o tempo de reação porque a velocidade com que cai a régua não é constante. A régua está em queda livre, em movimento retilíneo uniformemente variado (MRUV ) cuja aceleração é a gravidade (g = 10 m /s 2 ). A distância percorrida, S S 0, num MRUV com aceleração a é iugual a: S S 0 = v 0 t a t2 (3.2.9) Onde S 0 é a posição inicial do objeto e v 0 é a velocidade inicial. S S 0 é uma função do segundo grau em relação ao tempo t. A distância percorrida não pode ser constante. Vamos analisar cada uma das altenativas. Alternativa A: Falsa. A régua cai mais rápido, pois está em movimento relitíneo uniformemente variado com a aceleação da gravidade. Alternativa B: Falsa. A resistência do ar é desprezível e a velocidade da régua aumenta com o tempo. Alternativa C: Falsa. A aceleração da régua é constante e é a aceleração da gravidade. Alternativa D: Verdadeira. A força-peso (que é constante) gera um movimento retilíneo uniformemente variado na régua cuja aceleração é a gravidade. Alternativa E: Falsa. A aceleração da régua é a gravidade. Ela não possui velocidade constante. A Resposta é a Letra D. ENEM 2011, Solução (77). Observe a figura Figura 3.21 Conforme o enunciado, a válvula da caixa de descarga se fecha após escoar toda a água do tanque de descarga. Antigamente, havia desperdício de água, pois as válvulas de descarga escoavam água direto da caixa d água e não somente a que estava no tanque de descarga (onde está a boia de enchimento, etc...) Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Falsa. A altura do sifão de água não mudaria nem no sistema antigo nem no novo. Alternativa B: Verdadeira. O volume do tanque de água é o que é usado para eliminar os rejeitos. No sistema antigo, um volume maior de água descia direto da caixa d água, com maior desperdício. Alternativa C: Falsa. A altura do nível de água do vaso não mudaria do sistema antigo par ao novo. Alternativa D: Falsa. O diâmetro do distribuidor de de água do vaso não mudaria do sistema antigo par ao novo. Alternativa E: Falsa. A eficiência da válvula de enchimento do tanque não influi no volume de água a ser usado para eliminar os rejeitos. A Resposta é a Letra B. Nome 49 Nome

59 ENEM - Física Soluções - ENEM 2011 ENEM 2011, Solução (80). Tanto o CO 2 quanto o CH 4 são os principais responsáveis pelo efeito estufa. O CH 4 é até mais impactante do que o CO 2. O impacto comparativo de CH 4 sobre a mudança climática é mais de 20 vezes maior do que o CO 2. Sendo assim, as hidrelétricas poluem o meio ambiente tanto (ou até mais) quanto as termelétricas. A geração de metano devido às hidrelétricas vem da degradação de matéria orgânica no fundo das represas das usinas. Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Falsa. Como as usinas hidrelétricas liberam CH 4 para a atmosfera (em quantidade comparável com o CO 2 das usinas termelétricas), elas são uma fonte poluidora. Alternativa B: Falsa. As usinas hidrelétricas são a principal fonte de geração de energia elétrica. Entretanto a pergunta é sobre a contribuição para o efeito estufa. Alternativa C: Falsa. Pois as emissões de CH 4 contribuem para a agravação do efeito estufa. Alternativa D: Verdadeira. A emissão de CH 4 das usinas hidrelétricas contribuem para a agravação do efeito estufa. Alternativa E: Falsa. As usinas hidrelétricas são a principal fonte de geração de energia elétrica. A Resposta é a Letra D. ENEM 2011, Solução (84). Observe a figura Figura 3.22 O fenômeno que ocorre na figura 3.22 é a difração. A difração é um fenômeno que ocorre com uma onda quepassa por um orifício ou contorna um objeto ccuja dimensão é da ordem de grandeza do seu comprimento de onda. O comprimento da onda luminosa varia de 0, m (luz violeta) até 0, m (luz vermelha). Isto é, o tamanho das ondas da luz é muito pequeno. Para ocorrer difração dae uma onda luminosa é necessário uma fenda cujo tamanho é da ordem de grandeza 10 9 m (ou próximo a isso). No caso de ondas sonoras, o comprimento varia de 34, 4m a 1, m. Para fendas ou objetos cujo comprimento de onda é próxima destes valores (como uma parede, por exemplo), ocorrerá a difração. Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Verdadeira. Ocorre a difração neste caso, que permite ao menino Nome 50 Nome

60 ENEM - Física Soluções - ENEM 2011 de escutar a conversa de seus colegas escondido atrás do muro. Alternativa B: Falsa. Esse fenômeno é o eco, que é a reflexão da onda sonora. Alternativa C: Falsa. Essa fenômeno é a proapgação de onda mecânica (som). As ondas mecânicas se propagam melhor em um emio mais denso (no caso o solo) do que no ar. Alternativa D: Falsa. Esse fenômeno é o Efeito Doppler, que ocorre quando a fonte que emite a onda está em movimento em relação ao observador. Alternativa E: Falsa. Esse fenômeno é a Ressonância. A nota emitida pela cantora vibra em frequência próxima à do copo, o que gera um aumento de energia e a ruptura do copo. A Resposta é a Letra A. ENEM 2011, Solução (85). O uso de filtros nas chaminés das incineradoras retira os elementos sólidos da fumaça. Entretanto não retira os gases poluentes produzidos pela incineração do lixo. Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Falsa. Aumentar o volume de lixo incinerado aumentará a energia elétrica, mas poluirá mais o meio ambiente. Alternativa B: Verdadeira. O uso de filtros nas chaminés das incineradoras retira os elementos sólidos da fumaça, reduzindo a poluição do ar. Entretanto não retira os gases poluentes produzidos pela incineração do lixo. Alternativa C: Falsa. Aumentar o volume de lixo não barateia o processo. Além disso o lixo incinerado continuará poluindo o ar. Alternativa D: Falsa. Aumentar o volume de lixo não barateia o processo. Além disso o lixo incinerado continuará poluindo o ar. Alternativa E: Falsa. Para aumentar a energia fornecida ou se aumenta a eficiência do processo (diminuindo as perdas, por exemplo) ou se incinera mais lixo. Além disso o lixo incinerado continuará poluindo o ar. A Resposta é a letra B. ENEM 2011, Solução (86). Observe a figura Figura 3.23 No salto com vara, a energia cinética obtida pelo atleta na etapa I se converte em energia potencial gravitacional na etapa III para ele se elevar até a altura necessária para completar o salto, conforme a figura Para que o atleta atinja a máxima altura possível, a energia cinética da etapa I não pode ser desperdiçada e deve ser convertida integralmente em energia potencial gravitacional na etapa III. Vamos analisar cada uma das alternativas. Nome 51 Nome

61 ENEM - Física Soluções - ENEM 2011 Alternativa A: Falsa. A energia cinética obtida na etapa I deve se converter integralmente em energia potencial gravitacional na etapa III. A energia é dissipada na etapa IV. Alternativa B: Falsa. A energia cinética é obtida na etapa I e energia potencial gravitacional está representada na etapa III. A etapa II representa o impulso para obter o salto e a etapa IV representa a dissipação de energia. Alternativa C: Verdadeira. Para que o atleta atinja a máxima altura possível, a energia cinética da etapa I não pode ser desperdiçada e deve ser convertida integralmente em energia potencial gravitacional na etapa III. Alternativa D: Falsa. Na etapa II está representado o impulso e na etapa IV está representada a dissipação de energia. Alternativa E: Falsa. Na etapa III está representada a altura do salto (energia potencial gravitacional). A Resposta é a Letra C. Nome 52 Nome

62 CAPÍTULO 4 ENEM - Física ENEM 2012, Questão (50). Os carrinhos de brinquedo podem ser de vários tipos. Dentre eles, há os movidos a corda, em que uma mola em seu interior é comprimida quando a criança puxa o carrinho para trás. Ao ser solto, o carrinho entra em movimento enquanto a mola volta à sua forma inicial. O processo de conversão de energia que ocorre no carrinho descrito também é verificado em: (a) um dínamo. (b) um freio de automóvel. (c) um motor a combustão. Após algum tempo a chuva diminuiu e a goteira passou a cair uma vez por segundo. Com a diminuição da chuva, a distância entre as cristas e a velocidade de propagação da onda se tornaram, respectivamemente: (a) maior que 25cm e maior que 1, 0 m /s. (b) maior que 25cm e igual a 1, 0 m /s. (c) menor que 25cm e menor que 1, 0 m /s. (d) menor que 25cm e igual a 1, 0 m /s. (e) igual a 25cm e igual a 1, 0 m /s. (d) uma usina hidroelétrica. (e) uma atiradeira (estilingue). ENEM 2012, Questão (54). Em um dia de chuva muito forte, constatou-se uma goteira sobre o centro de uma piscina coberta, formando um padrão de ondas circulares. Nessa situação, observou-se que caíam duas gotas a cada segundo. A distância entre duas cristas consecutivas era de 25cm e cada uma delas se aproximava da borda da piscina com velocidade de 1, 0 m /s. ENEM 2012, Questão (55). O mecanismo que permite articular uma porta (de um móvel ou de acesso) é a dobradiça. Normalmente, são necessárias duas ou mais dobradiças para que a porta seja fixada no móvel ou no portal, permanecendo em equilíbrio e podendo ser articulada com facilidade. No plano, o diagrama vetorial das forças que as dobradiças exercem na porta está representado em: 53

63 ENEM - Física (a) (b) (a) (c) (d) (b) (c) (e) Figura 4.1 ENEM 2012, Questão (60). Para melhorar a mobilidade urbana na rede metroviária é necessário minimizar o tempo entre estações. Para isso a administração do metrô de uma grande cidade adotou o seguinte procedimento entre duas estações: a locomotiva parte do repouso com aceleração constante por um terço do tempo de percurso, mantém a velocidade constante por outro terço e reduz sua velocidade com desaceleração constante no trecho final, até parar. Qual é o gráfico de posição (eixo vertical) em função do tempo (eixo horizontal) que representa o movimento desse trem? (d) (e) Figura 4.2 ENEM 2012, Questão (61). A eficiência das lâmpadas pode ser comparada utilizando Nome 54 Nome

64 ENEM - Física a razão, considerada linear, entre a quantidade de luz produzida e o consumo. quantidade de luz é medida pelo fluxo luminoso, cuja unidade é o lúmen (lm). O consumo está relacionado à potência elétrica da lâmpada que é medida em watt (W ). Por exemplo, uma lâmpada incandescente de 40W emite cerca de 600lm, enquanto uma lâmpada fluorescente de 40W emite cerca de 3000lm. Disponível em: A Acesso em: 29 fev (adaptado). A eficiência de uma lâmpada incandescente de 40W é: (a) maior que a de uma lâmpada fluorescente de 8W, que produz menor quantidade de luz. (b) maior que a de uma lâmpada fluorescente de 40W, que produz menor quantidade de luz. (c) menor que a de uma lâmpada fluorescente de 8W, que produz a mesma quantidade de luz. (d) menor que a de uma lâmpada fluorescente de 40W, pois consome maior quantidade de energia. (e) igual a de uma lâmpada fluorescente de 40W, que consome a mesma quantidade de energia. ENEM 2012, Questão (67). O manual que acompanha uma ducha higiênica informa que a pressão mínima da água para o seu funcionamento apropriado é de 20kP a. A figura 4.3 mostra a instalação hidráulica com a caixa d água e o cano ao qual deve ser conectada a ducha. Figura 4.3 O valor da pressão da água na ducha está associado à altura: (a) h1. (b) h2. (c) h3. (d) h4. (e) h5. ENEM 2012, Questão (71). Suponha que você seja um consultor e foi contratado para assessorar a implantação de uma matriz energética em um pequeno país com as seguintes características: região plana, chuvosa e com ventos constantes, dispondo de poucos recursos hídricos e sem reservatórios de combustíveis fósseis. De acordo com as características desse país, a matriz energética de menor impacto e risco ambientais é a baseada na energia: (a) dos biocombustíveis, pois tem menor impacto ambiental e maior disponibilidade. Nome 55 Nome

65 ENEM - Física (b) solar, pelo seu baixo custo e pelas características do país favoráveis à sua implantação. (c) nuclear, por ter menor risco ambiental e ser adequada a locais com menor extensão territorial. (d) hidráulica, devido ao relevo, à extensão territorial do país e aos recursos naturais disponíveis. (e) eólica, pelas características do país e por não gerar gases do efeito estufa nem resíduos de operação. ENEM 2012, Questão (72). Uma empresa de transportes precisa efetuar a entrega de uma encomenda o mais breve possível. Para tanto, a equipe de logística analisa o trajeto desde a empresa até o local da entrega. Ela verifica que o trajeto apresenta dois trechos de distâncias diferentes e velocidades máximas permitidas diferentes. No primeiro trecho, a velocidade máxima permitida é de 80 km /h e a distância a ser percorrida é de 80km. No segundo trecho, cujo comprimento vale 60km, a velocidade máxima permitida é 120 km /h. Supondo que as condições de trânsito sejam favoráveis para que o veículo da empresa ande continuamente na velocidade máxima permitida, qual será o tempo necessário, em horas, para a realização da entrega? (a) 0, 7. ENEM 2012, Questão (73). Para ligar ou desligar uma mesma lâmpada a partir de dois interruptores, conectam-se os interruptores para que a mudança de posição de um deles faça ligar ou desligar a lâmpada, não importando qual a posição do outro. Esta ligação é conhecida como interruptores paralelos. Este interruptor é uma chave de duas posições constituída por um polo e dois terminais, conforme mostrado na figura 4.4 de um mesmo interruptor. Na Posição I a chave conecta o polo ao terminal superior, e na Posição II a chave o conecta ao terminal inferior. Figura 4.4 O circuito que cumpre a finalidade de funcionamento descrita no texto é: (a) (c) (b) (b) 1, 4. (c) 1, 5. (d) 2, 0. (e) 3, 0. (d) Figura 4.5 (e) Nome 56 Nome

66 ENEM - Física ENEM 2012, Questão (74). A característica que permite identificar um planeta no céu é o seu movimento relativo às estrelas fixas. Se observarmos a posição de um planeta por vários dias, verificaremos que sua posição em relação às estrelas fixas se modifica regularmente. A figura 4.6 destaca o movimento de Marte observado em intervalos de 10 dias, registrado da Terra. Figura 4.6 Qual a causa da forma da trajetória do planeta Marte registrada na figura? (a) A maior velocidade orbital da Terra faz com que, em certas épocas, ela ultrapasse Marte. (b) A presença de outras estrelas faz com que sua trajetória seja desviada por meio da atração gravitacional. (c) A órbita de Marte, em torno do Sol, possui uma forma elíptica mais acentuada que a dos demais planetas. (d) A atração gravitacional entre a Terra e Marte faz com que este planeta apresente uma órbita irregular em torno do Sol. (e) A proximidade de Marte com Júpiter, em algumas épocas do ano, faz com que a atração gravitacional de Júpiter interfira em seu movimento. ENEM 2012, Questão (77). Um consumidor desconfia que a balança do supermercado não está aferindo corretamente a massa dos produtos. Ao chegar a casa resolve conferir se a balança estava descalibrada. Para isso, utiliza um recipiente provido de escala volumétrica, contendo 1, 0 litro d água. Ele coloca uma porção dos legumes que comprou dentro do recipiente e observa que a água atinge a marca de 1, 5 litro e também que a porção não ficara totalmente submersa, com 1 /3 de seu volume fora d água. Para concluir o teste, o consumidor, com ajuda da internet, verifica que a densidade dos legumes, em questão, é a metade da densidade da água, onde, ρ água = 1 g /cm 3. No supermercado a balança registrou a massa da porção de legumes igual a 0, 500kg (meio quilograma). Considerando que o método adotado tenha boa precisão, o consumidor concluiu que a balança estava descalibrada e deveria ter registrado a massa da porção de legumes igual a: (a) 0, 073kg. (b) 0, 167kg. (c) 0, 250kg. (d) 0, 375kg. (e) 0, 750kg. ENEM 2012, Questão (78). Os freios ABS são uma importante medida de segurança no trânsito, os quais funcionam para impedir o travamento das rodas do carro quando o sistema de freios é acionado, liberando as rodas quando estão no limiar do deslizamento. Quando as rodas travam, a Nome 57 Nome

67 ENEM - Física força de frenagem é governada pelo atrito cinético. As representações esquemáticas da força de atrito f at entre os pneus e a pista, em função da pressão p aplicada no pedal de freio, para carros sem ABS e com ABS, respectivamente, são: (a) (b) (c) (d) (e) Figura 4.7 de poluentes é a meta de qualquer fabricante de motores. É também o foco de uma pesquisa brasileira que envolve experimentos com plasma, o quarto estado da matéria e que está presente no processo de ignição. A interação da faísca emitida pela vela de ignição com as moléculas de combustível gera o plasma que provoca a explosão liberadora de energia que, por sua vez, faz o motor funcionar. Disponível em: Acesso em: 22 jul (adaptado). No entanto, a busca da eficiência referenciada no texto apresenta como fator limitante: (a) o tipo de combustível, fóssil, que utilizam. Sendo um insumo não renovável, em algum momento estará esgotado. (b) um dos princípios da termodinâmica, segundo o qual o rendimento de uma máquina térmica nunca atinge o ideal. (c) o funcionamento cíclico de todos os motores. A repetição contínua dos movimentos exige que parte da energia seja transferida ao próximo ciclo. (d) as forças de atrito inevitável entre as peças. Tais forças provocam desgastes contínuos que com o tempo levam qualquer material à fadiga e ruptura. (e) a temperatura em que eles trabalham. Para atingir o plasma, é necessária uma temperatura maior que a de fusão do aço com que se fazem os motores. ENEM 2012, Questão (83). Aumentar a eficiência na queima de combustível dos motores a combustão e reduzir suas emissões Nome 58 Nome

68 ENEM - Física Respostas 4.1. Respostas Questão (50). E Questão (54). B Questão (55). Figura D. Questão (60). Figura C. Questão (61). C Questão (67). C Questão (71). E Questão (72). C Questão (73). E Questão (74). A Questão (77). D Questão (78). A Questão (83). B (estilingue) transforma energia potencial elástica em energia cinética. A Resposta é a Letra E. ENEM 2012, Solução (54). Numa onda, o espaço entre duas cristas (e entre dois vales) é igual ao comprimento de onda λ. Na figura 4.8, uma gota cai na crista C e a gota subsequente cai na crista A. Portanto, conforme o enunciado, λ = 25cm e a velocidade da onda v = 1 m /s Soluções - ENEM 2012 ENEM 2012, Solução (50). No brincadeira com o carrinho descrita no enunciado, a energia potecial elástica aplicada sobre a mola é transformada em energia cinética quando o carrinho toma velocidade. Ou seja, houve uma transformação de energia potencial elástica em energia cinética. Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Falsa. Um dínamo trasforma energia cinética e energia eétrica. Alternativa B: Falsa. Um freio de automóvel pode transforar energia cinética em energia térmica, pois a energia cinética é transferida para os pneus que se aquecem durante a frenagem. Alternativa C: Falsa. Um motor a combustão transforma energia química (contida no combustíve) em energia cinética ou mecânica. Alternativa D: Falsa. Uma usina hidroelétrica transforma energia potencial (com a queda da água) em energia elétrica. Alternativa E: Verdadeira. A atiradeira Em qualquer onda: Figura 4.8 v = λ f (4.2.1) Onde f é a frequência da onda. Com a diminuição da chuva, a velocidade com que as gotas caem é menor, logo o espaço entre as cristas A e C aumenta, portanto λ aumenta. Como o meio de propagação é o mesmo (a água), a velocidadeda onda não se altera. Entretanto, conforme (4.2.1), f terá seu valor alterado. Assim λ > 25cm e v = 1 m /s. A Resposta é a Letra B. ENEM 2012, Solução (55). Tanto a dobradiça superior quanto a inferior aplicam uma força na porta contrária à força-peso que a porta aplica na dobradiça. A força contrária é voltada para cima. A força resultante é igual à soma da reação à força-peso com a reação à força lateral que a porta aplica na dobradiça. Nome 59 Nome

69 ENEM - Física Soluções - ENEM 2012 O centro de massa da porta está no centro da porta, portanto a porta tende a girar no sentido horário. Além disso, cada uma das dobradiças aplicará uma força na porta tentando anular o movimento de giro. Vamos analisar cada uma das dobradiças. Dobradiça Superior: A dobradiça superior, além da força-peso que ela aplica sobre a porta, tende girar no sentido horário. Portanto ela aplica uma força na dobradiça da esquerda para a direita. A dobradiça aplica uma força contrária na porta da direita para a esquerda. A força resultante está representada na figura 4.9. Figura 4.10 Portanto a figura que representa as forças resultantes em cada uma das dobradiças é a figura Figura 4.11 A Resposta é a Letra D. Figura 4.9 Dobradiça Inferior: A dobradiça inferior, além da força-peso que ela aplica sobre a porta, tende girar no sentido horário. Portanto ela aplica uma força na dobradiça da direita para a esquerda. A dobradiça aplica uma força contrária na porta da esquerda para a direita. A força resultante está representada na figura ENEM 2012, Solução (60). Vamos considerar que o trem parte da estação no tempo 0. Como o trem parte da estação do repouso (v 0 ) com aceleração constante igual a a, a função que representa a posição do trem em função do tempo, durante o primeiro terço do percurso, é (4.2.2). S = S 0 + v 0 t at2 (4.2.2) A função (4.2.2), que representa o primeiro terço do percurso é uma parábola voltada para cima. Nome 60 Nome

70 ENEM - Física Soluções - ENEM 2012 Durante o segundo terço do percurso, a velocidade será constante. Logo função que representa a posição do trem em função do tempo, durante o segundo terço do percurso, é (4.2.3). S = S 1 + v 1 t (4.2.3) Onde S 1 é a posição do trem e v 1 é a velocidade do trem após o primeiro terço do percurso. A função (4.2.3), que representa o segundo terço do percurso, é uma reta. Durante o terceiro terço do percurso, o trem será desacelerado com a desaceleração ã. Logo função que representa a posição do trem em função do tempo, durante o terceiro terço do percurso, é (4.2.4). S = S 2 + v 2 t 1 (4.2.4) 2ãt2 Onde S 2 é a posição do trem e v 2 é a velocidade do trem após o segundo terço do percurso. A função (4.2.4), que representa o terceiro terço do percurso, é uma parábola voltada para baixo. Assim o gráfico que represeta a posição do trem durante o percurso está representado na figura A Resposta é a Letra C. ENEM 2012, Solução (61). Segundo o enunciado, a eficiência das lâmpadas pode ser comparada utilizando a razão entre a quantidade de luz produzida (medida em lúmen (lm)) e o consumo (medido em watt (W )). Além disso uma lâmpada incandescente de 40W emite cerca de 600lm, enquanto uma lâmpada fluorescente de 40W emite cerca de 3000lm. Assim a eficiência, E i, da lâmpada incandescente é: E i = = 15 lm /W (4.2.5) Assim a eficiência, E f, da lâmpada fluorescente é: E f = = 75 lm /W (4.2.6) Como E i < E f, a eficiência da lâmpada incandescente é menor do que a lâmpada fluorescente. Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Falsa. A quantidade de luz, x, que uma lâmpada fluorescente de 8W é igual a: lm W Figura lm 40W x 8W (4.2.7) Nome 61 Nome

71 ENEM - Física Soluções - ENEM 2012 Assim: 3000 x = x = (4.2.8) 5x = 3000 x = 600 lm /W A lâmpada fluorescente de 8W produz uma quantidade de luz igual à lâmpada incandescente de 40W. Alternativa B: Falsa. Conforme o enunciado, a lâmpada fluorescente de 40W produz uma quantidade de luz de 3000lm e a lâmpada incandescente de 40W produz uma quantidade de luz de 600lm. Alternativa C: Verdadeira. A eficiência da lâmpada incandescente (E i = 15 lm /W) é menor do que a lâmpada fluorescente (E i = 75 lm /W). Entretanto uma lâmpada incandescente de 40W produz a mesma quantidade de luz que uma lâmpada fluorescente de 8W, conforme visto na Alternativa A. Alternativa D: Falsa. A lâmpada incandescente de 40W não produz maior quantidade de energia do que uma lâmpada fluorescente de 40W. Alternativa E: Falsa. A lâmpada incandescente de 40W tem uma eficiência menor do que lâmpada fluorescente de 40W. Além disso a mesma lâmpada incandescente consome maior quantidade de energia do que a lâmpada fluorescente. A Resposta é a Letra C. ENEM 2012, Solução (67). Observe a figura Figura 4.13 A pressão da saída de água da ducha é medida pelo nível da água da caixa d água até a saída da água na parede. A pressão, p, neste caso é igual a: p = p atm + ρ a h g (4.2.9) Onde p atm é a pressão atmosférica, ρ a é a densidade da água, h é a altura da coluna do líquido e g é a aceleração da gravidade. Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Falsa. A altura h1 corresponde à altura da saída da caixa d água à saída da parede e não à altura total da coluna de água até a saída da parede. Alternativa B: Falsa. A altura h2 corresponde à altura de metade da caixa d água à saída da parede e não à altura total da coluna de água até a saída da parede. Alternativa C: Verdadeira. A altura h3 corresponde à altura total da caixa d água à saída da parede. Alternativa D: Falsa. A altura h4 corresponde à altura da saída da caixa d água ao Nome 62 Nome

72 ENEM - Física Soluções - ENEM 2012 sifão e não à altura total da coluna de água até a saída da parede. Alternativa E: Falsa. A altura h5 corresponde à altura total da caixa d água ao sifão e não à altura total da coluna de água até a saída da parede. A Resposta é a Letra C. ENEM 2012, Solução (71). O país é uma região plana e com poucos recursos hídricos. Mesmo sendo uma região chuvosa, a construção de uma usina hidrelétrica não é favorecida, pois é uma região plana. Por ser uma região chuvosa, a construção de uma usina de energia solar não é favorecida. Por não ter reservatório de combustíveis fósseis, a construção de uma usina termelétrica não é favorecida, pois deverá se importar combustível, o que fica caro. A obtenção de energia eólica é favorecida, pois neste país venta muito e a região é plana. Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Falsa. A região é chuvosa e com ventos constantes, o que não favorece ao plantio. Além disso, o tempo até as plantas crescerem não é imediato. Alternativa B: Falsa. Pois por ser uma região chuvosa, a construção de uma usina de energia solar não é favorecida. Alternativa C: Falsa. Uma usina nuclear tem um grande impacto ambiental. Tanto pelo lixo nuclear, quanto pela água quente que é jogada nos rios. Alternativa D: Falsa. Pois este país é uma região plana e com poucos recursos hídricos. Mesmo sendo uma região chuvosa, a construção de uma usina hidrelétrica não é favorecida, pois é uma região plana. Alternativa E: Verdadeira. A obtenção de energia eólica é a melhor opção, pois pois neste país venta muito e a região é plana. A Resposta é a Letra E. ENEM 2012, Solução (72). Para que a empresa realize a entrega no menor tempo possível, o veículo da empresa deve andar com a velocidade máxima permitida durante os dois trechos. No primeiro trecho, a velocidade máxima permitida é de v 1 = 80 km /h e a distância a ser percorrida é de S 1 = 80km, logo o tempo, t 1 para completar o primeiro trecho é de: v 1 = S 1 t 1 t 1 = S 1 v 1 t 1 = 80km 80 km h t 1 = 1h (4.2.10) No segundo trecho, a velocidade máxima permitida é de v 2 = 120 km /h e a distância a ser percorrida é de S 2 = 60km, logo o tempo, t 2 para completar o segundoo trecho é de: v 2 = S 2 t 2 t 2 = S 2 v 2 t 2 = 600km 120 km h t 2 = 0, 5h (4.2.11) Nome 63 Nome

73 ENEM - Física Soluções - ENEM 2012 Portanto o tempo total, t = t 1 +t 2 é igual a: t = t 1 + t 2 t = 1 + 0, 5 (4.2.12) t = 1, 5h Neste caso, a lâmpada não acende em qualquer situação, pois o circuito não está fechado. Tanto no interruptor da esquerda quanto no da direita, nas duas posições (superior e inferior) não há corrente elétrica passando pela lâmpada, pois o circuito não está fechado. Alternativa B: A Resposta é a Letra C. ENEM 2012, Solução (73). Observe a figura Figura 4.16 Figura 4.14 Cada interruptor tem duas posições, a superior e a inferior. Conforme o enunciado, uma lâmpada será ligada a partir de dois interruptores, que serao conectados de tal forma que que a mudança de posição de um deles faça ligar ou desligar a lâmpada, não importando qual a posição do outro. Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Falsa. Neste caso, a lâmpada não acende, pois o circuito só fecha quando o interruptor da esquerda e o da esquerda estão na posição inferior. Nestas posições, não passa corrente pela lâmpada. Alternativa C: Figura 4.17 Falsa. Figura 4.15 Falsa. Neste caso, a lâmpada acende somente quando o interruptor da esquerda e o da direita estão na posição superior. Se o interruptor da esquerda está na posição superior e o da direita na posição inferior, a lâmpada não acende (ou seja, a posição do interruptor da direita importa). Nome 64 Nome

74 ENEM - Física Soluções - ENEM 2012 Se o interruptor da direita está na posição superior e o da esquerda na posição inferior, a lâmpada não acende (ou seja, a posição do interruptor da esquerda importa). Logo os dois interruptores influenciam na lâmpada ficar acesa ou apagada. Não há como a lâmpada acender ou apagar só com um interruptor sem contar com a posição do outro. Alternativa D: Figura 4.18 Falsa. Neste caso, a lâmpada acende somente quando o interruptor da esquerda e o da direita estão na posição superior. Se o interruptor da esquerda está na posição superior e o da direita na posição inferior, a lâmpada não acende (ou seja, a posição do interruptor da direita importa). Verdadeira. Figura 4.19 Se o interruptor da esquerda estiver na posição superior, podemos apagar ou acender a lâmpada com o interruptor da direita, pois a lâmpada só ficará acesa na posição superior. Se o interruptor da esquerda estiver na posição inferior, podemos apagar ou acender a lâmpada com o interruptor da direita, pois a lâmpada só ficará acesa na posição inferior. Ou seja, independente da posição do interruptor da esquerda, o interruptor da direita pode apagar ou acender a lâmpada. Podemos aplicar um raciocínio análogo para provar que independente da posição do interruptor da direita, o interruptor da esquerda pode apagar ou acender a lâmpada. A Resposta é a Letra E. ENEM 2012, Solução (74). Observe a figura Se o interruptor da direita está na posição superior e o da esquerda na posição inferior, a lâmpada não acende (ou seja, a posição do interruptor da esquerda importa). Logo os dois interruptores influenciam na lâmpada ficar acesa ou apagada. Não há como a lâmpada acender ou apagar só com um interruptor sem contar com a posição do outro. Alternativa E: Figura 4.20 A Primeira Lei de Kepler nos informa que Nome 65 Nome

75 ENEM - Física Soluções - ENEM 2012 qualquer planeta em órbita em torno do Sol descreve uma elipse em que o Sol ocupa um dos focos. A Segunda Lei de Kepler nos informa que a velocidade areolar (de área) é constante. Pode-se deduzir que a velocidade areolar do planeta não é constante. Ela é mínima quando o planeta está à distância máxima (afélio) do Sol e é máxima quando o planeta está à distância mínima (periélio) do Sol. Assim, em alguns perídos, a Terra ultrapassa Marte e vice-versa, por isso a trajetória do planeta Marte tem o formato da figura Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Verdadeira. Em alguns perídos, a Terra ultrapassa Marte e viceversa, pois a velocidade areolar de cada um deles fica diferente conforme a distância do planeta ao Sol. Alternativa B: Falsa. A influência de outras estrelas é pequena em comparação à influência do Sol. A massa do Sol é muito maior do que a das estrelas. Alternativa C: Falsa. O que influencia é a velocidade areolar. Além disso, há outros planetas (como Júpiter) mais distantes do Sol do que Marte e que têm uma trajetória maior. Alternativa D: Falsa. A influência dos outros planetas é pequena em comparação à influência do Sol. A massa do Sol é muito maior do que a dos planetas. Alternativa E: Falsa. A influência dos outros planetas é pequena em comparação à influência do Sol. A massa do Sol é muito maior do que a dos planetas. A Resposta é a Letra A. enunciado do exercício, o consumidor quer verificar o peso dos alimentos através da seguinte experiência: 1. Mergulha os legumes num recipiente provido de escala volumétrica, contendo 1, 0 litro d água; 2. Após colocar os legumes, a escala volumétrica do recipiente marca 1, 5 litro, logo o volume ocupado pela parte dos legumes mergulhados é 1, 5 1 = 0, 5 litro; 3. Somente 1 /3 do volume dos legumes não ficou mergulhado na água do recipiente, logo 1 1 /3 = (3 1) /3 = 2 /3 do volume dos legumes ficou mergulhado na água; 4. A densidade da água é ρ água = 1 g /cm 3 e a densidade dos legumes, ρ l, é metade da densidade da água, logo ρ l = 1 /2 1 g /cm 3 ρ l = 0, 5 g /cm 3. Sendo V l o volume dos legumes, de 1, 2 e 3, temos que: V l 2 3 = 0, 5 V l = 3 2 0, 5 V l = 0, 750L (4.2.13) ENEM 2012, Solução (77). Conforme o Vamos converter ρ l = 0, 5 g /cm 3 para a uni- Nome 66 Nome

76 ENEM - Física Soluções - ENEM 2012 dade kg /L, lembrando que 1L 1dm 3. ρ l = 0, 5 g cm 3 ρ l = 0, 5 g 1kg 1000g cm 3( 1dm 10cm ) 3 ρ l = 0, 5 g 1kg 10 3 g cm 3 1dm cm 3 ρ l = 0, 5 1kg10 3 cm 3 1dm cm 3 ρ l = 0, 5 1kg10 3 1dm ρ l = 0, 5 1kg dm ρ l = 0, 5 kg L (4.2.14) Assim a massa dos legumes, m l é igual a: ρ l = m l V l força de atrito cresce até o travamento das rodas, quando chega no limite, a força de atrito diminui para o valor da força de atrito cinético e fica constante. Já nos carros com freios ABS, a força de atrito cresce até antes do travamento das rodas, quando chega no limite, a força de atrito diminui, chega novamente no limite e diminui, conforme a necessidade. Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Figura 4.21 Verdadeira. A figura 4.21 da esquerda representa os carros sem freios ABS e a figura 4.21 da direita representa os carros com freios ABS, conforme dito anteriormente. Alternativa B: m l = ρ l V l (4.2.15) m l = 0, 5 kg L 0, 750L m l = 0, 375kg A Resposta é a Letra D. ENEM 2012, Solução (78). Conforme o enunciado, os freios ABS liberam as rodas (diminuem ou soltam os freios) para evitar que as rodas travem e somente a força de atrito cinético atue sobre as rodas. Ou seja, nos carros sem freios ABS, a Figura 4.22 Falsa. Nos carros sem e com freios ABS, a força de atrito crescem até um valor limite da mesma forma e não há diferença entre o valor dos dois. Na figura 4.22 da esquerda, a força de atrito nos carros sem freios ABS cresce menos do que a dos carros com freios ABS, na figura 4.22 da direita. Nome 67 Nome

77 ENEM - Física Soluções - ENEM 2012 Alternativa C: Figura 4.23 Falsa. Nos carros com freios ABS, a força de atrito não é constante. A figura 4.23 da direita não representa a força de atrito dos carros com freios ABS. Ela chega até um valor limite, diminui, chega novamente ao valor limite, conforme a necessidade. Alternativa D: Figura 4.24 Falsa. Nos carros sem freios ABS, a força de atrito chega até um valor limite e diminui para o valor da força de atrito cinético e fica constante. A figura 4.24 da esquerda não representa a força de atrito dos carros sem freios ABS. Alternativa E: constante. A figura 4.25 da direita não representa a força de atrito dos carros com freios ABS. Ela chega até um valor limite, diminui, chega novamente ao valor limite, conforme a necessidade. A Resposta é a Letra A. ENEM 2012, Solução (83). Conforme o enunciado, aumentar a eficiência na queima de combustível dos motores a combustão e reduzir suas emissões de poluentes é a meta de qualquer fabricante de motores. Nunca uma máquina terá 100% de rendimento. Este é um dos princípios da Termodinâmica. Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Falsa. Esta alternativa fala sobre o problema do futuro esgotamento dos combustíveis fósseis. Alternativa B: Verdadeira. Uma máquina térmica nunca atinge terá 100% de rendimento. Este é um dos princípios da Termodinâmica. Alternativa C: Falsa. O problema são as perdas durante a passagem de um ciclo para outro. Alternativa D: Falsa. Tais forças de atrito contribuem para a perda de rendimento, mas a alternativa aborda o fato de elas desgastarem as peças e não o rendimento energético. Alternativa E: Falsa. Esta alternativa aborda o estudo do plasma. Com o enunciado, não podemos verificar o que a alternativa afirma. A Resposta é a Letra B. Figura 4.25 Falsa. Análogo à alternatica C. Nos carros com freios ABS, a força de atrito não é Nome 68 Nome

78 CAPÍTULO 5 ENEM - Física ENEM 2013, Questão (46). Músculos artificiais são dispositivos feitos com plásticos inteligentes que respondem a uma corrente elétrica com um movimento mecânico. oxidação e redução de um polímero condutor criam cargas positivas e/ou negativas no material, que são compensadas com a inserção ou expulsão de cátions ou ânions. Por exemplo, na figura 5.1 os filmes escuros são de polipirrol e o filme branco é de um eletrólito polimérico contendo um sal inorgânico. Quando o polipirrol sofre oxidação, há a inserção de ânions para compensar a carga positiva no polímero e o filme se expande. A Na outra face do dispositivo o filme de polipirrol sofre redução, expulsando ânions, e o filme se contrai. Pela montagem, em sanduíche, o sistema todo se movimenta de forma harmônica, conforme mostrado na figura 5.1. Figura 5.1 A camada central de eletrólito polimérico é importante porque: (a) absorve a irradiação de partículas carregadas, emitidas pelo aquecimento elétrico dos filmes de polipirrol. (b) permite a difusão dos íons promovida pela aplicação de diferença de potencial, fechando o circuito elétrico. (c) mantém um gradiente térmico no material para promover a dilatação/contração térmica de cada filme de polipirrol. (d) permite a condução de elétrons livres, 69

79 ENEM - Física promovida pela aplicação de diferença de potencial, gerando corrente elétrica. (e) promove a polarização das moléculas poliméricas, o que resulta no movimento gerado pela aplicação de diferença de potencial. ENEM 2013, Questão (48). Em um experimento foram utilizadas duas garrafas P ET, uma pintada de branco e a outra de preto, acopladas cada uma a um termômetro. No ponto médio da distância entre as garrafas, foi mantida acesa, durante alguns minutos, uma lâmpada incandescente. Em seguida a lâmpada foi desligada, conforme a figura 5.2. Durante o experimento, foram monitoradas as temperaturas das garrafas: (a) enquanto a lâmpada permaneceu acesa e (b) após a lâmpada ser desligada e atingirem equilíbrio térmico com o ambiente. (c) menor no aquecimento e igual no resfriamento. (d) maior no aquecimento e menor no resfriamento. (e) maior no aquecimento e maior no resfriamento. ENEM 2013, Questão (52). Em viagens de avião, é solicitado aos passageiros o desligamento de todos os aparelhos cujo funcionamento envolva a emissão ou a recepção de ondas eletromagnéticas. O procedimento é utilizado para eliminar fontes de radiação que possam interferir nas comunicações via rádio dos pilotos com a torre de controle. A propriedade das ondas emitidas que justifica o procedimento adotado é o fato de: (a) terem fases opostas. (b) serem ambas audíveis. (c) terem intensidades inversas. (d) serem de mesma amplitude. (e) terem frequências próximas. Figura 5.2 A taxa de variação da temperatura da garrafa preta, em comparação à da branca, durante todo experimento, foi: (a) igual no aquecimento e igual no resfriamento. (b) maior no aquecimento e igual no resfriamento. ENEM 2013, Questão (57). Para realizar um experimento com uma garrafa P ET cheia d água, perfurou-se a lateral da garrafa em três posições a diferentes alturas. Com a garrafa tampada, a água não vazou por nenhum dos orifícios, e, com a garrafa destampada, observou-se o escoamento da água conforme ilustrado na figura 5.3. Nome 70 Nome

80 ENEM - Física Figura 5.3 Como a pressão atmosférica interfere no escoamento da água, nas situações com a garrafa tampada e destampada, respectivamente? (a) Impede a saída de água, por ser maior que a pressão interna; não muda a velocidade de escoamento, que só depende da pressão da coluna de água. (b) Impede a saída de água, por ser maior que a pressão interna; altera a velocidade de escoamento, que é proporcional à pressão atmosférica na altura do furo. (c) Impede a entrada de ar, por ser menor que a pressão interna; altera a velocidade de escoamento, que é proporcional à pressão atmosférica na altura do furo. (d) Impede a saída de água, por ser maior que a pressão interna; regula a velocidade de escoamento, que só depende da pressão atmosférica. (e) Impede a entrada de ar, por ser menor que a pressão interna; não muda a velocidade de escoamento, que só depende da pressão da coluna de água. ENEM 2013, Questão (61). Para oferecer acessibilidade aos portadores de dificuldades de locomoção, é utilizado, em ônibus e automóveis, o elevador hidráulico. Nesse dispositivo é usada uma bomba elétrica, para forçar um fluido a passar de uma tubulação estreita para outra mais larga, e dessa forma acionar um pistão que movimenta a plataforma. Considere um elevador hidráulico cuja área da cabeça do pistão seja cinco vezes maior do que a área da tubulação que sai da bomba. Desprezando o atrito e considerando uma aceleração gravitacional de 10 m /s 2, deseja-se elevar uma pessoa de 65kg em uma cadeira de rodas de 15kg sobre a plataforma de 20kg. Qual deve ser a força exercida pelo motor da bomba sobre o fluido, para que o cadeirante seja elevado com velocidade constante? (a) 20N. (b) 100N. (c) 200N. (d) 1000N. (e) 5000N. ENEM 2013, Questão (65). Uma manifestação comum das torcidas em estádios de futebol é a ola mexicana. Os espectadores de uma linha, sem sair do lugar e sem se deslocarem lateralmente, ficam de pé e se sentam, sincronizados com os da linha adjacente. O efeito coletivo se propaga pelos espectadores do estádio, formando uma onda progressiva, conforme a figura 5.4. Nome 71 Nome

81 ENEM - Física Por qual montagem o açougueiro deve optar e qual a justificativa desta opção? Figura 5.4 (a) Q, pois as polias 1 e 3 giram com velocidades lineares iguais em pontos periféricos e a que tiver maior raio terá menor frequência. Calcula-se que a velocidade de propagação dessa onda humana é 45 km /h, e que cada período de oscilação contém 16 pessoas, que se levantam e sentam organizadamente e distanciadas entre si por 80cm. Disponível em: Acesso em: 7 dez (adaptado). Nessa ola mexicana, a frequência da onda, em hertz, é um valor mais próximo de: (a) 0, 3. (b) 0, 5. (c) 1, 0. (d) 1, 9. (e) 3, 7. ENEM 2013, Questão (66). Para serrar ossos e carnes congeladas, um açougueiro utiliza uma serra de fita que possui três polias e um motor. O equipamento pode ser montado de duas formas diferentes, P e Q, conforme a figura 5.5. Por questão de segurança, é necessário que a serra possua menor velocidade linear. Figura 5.5 (b) Q, pois as polias 1 e 3 giram com frequências iguais e a que tiver maior raio terá menor velocidade linear em um ponto periférico. (c) P, pois as polias 2 e 3 giram com frequências diferentes e a que tiver maior raio terá menor velocidade linear em um ponto periférico. (d) P, pois as polias 1 e 2 giram com diferentes velocidades lineares em pontos periféricos e a que tiver menor raio terá maior frequência. (e) Q, pois as polias 2 e 3 giram com diferentes velocidades lineares em pontos periféricos e a que tiver maior raio terá menor frequência. ENEM 2013, Questão (72). Um eletricista analisa o diagrama de uma instalação elétrica residencial para planejar medições de tensão e corrente em uma cozinha. Nesse ambiente existem uma geladeira (G), uma tomada (T ) e uma lâmpada (L), conforme a figura 5.6. O eletricista deseja medir a tensão elétrica aplicada à geladeira, a corrente total e a corrente na lâmpada. Para isso, ele dispõe de um voltímetro (V ) e dois amperímetros (A). Nome 72 Nome

82 ENEM - Física (a) Figura 5.6 (b) (c) (d) (e) Figura 5.7 Para realizar essas medidas, o esquema da ligação desses instrumentos está representado em: ENEM 2013, Questão (75). O chuveiro elétrico é um dispositivo capaz de transformar energia elétrica em energia térmica, o que possibilita a elevação da temperatura da água. Um chuveiro projetado para funcionar em 110V pode ser adaptado para funcionar em 220V, de modo a manter inalterada sua potência. Nome 73 Nome

83 ENEM - Física Uma das maneiras de fazer essa adaptação é trocar a resistência do chuveiro por outra, de mesmo material e com o(a): (a) dobro do comprimento do fio. (b) metade do comprimento do fio. (c) metade da área da seção reta do fio. (d) quádruplo da área da seção reta do fio. (e) quarta parte da área da seção reta do fio. ENEM 2013, Questão (76). Uma pessoa necessita da força de atrito em seus pés para se deslocar sobre uma superfície. Logo, uma pessoa que sobe uma rampa em linha reta será auxiliada pela força de atrito exercida pelo chão em seus pés. Em relação ao movimento dessa pessoa, quais são a direção e o sentido da força de atrito mencionada no texto? (a) Perpendicular ao plano e no mesmo sentido do movimento. (b) Paralelo ao plano e no sentido contrário ao movimento. (c) Paralelo ao plano e no mesmo sentido do movimento. (d) Horizontal e no mesmo sentido do movimento. e luz. Popularmente, associa-se o fenômeno da irradiação de energia a um desgaste da corrente elétrica, ao atravessar o filamento da lâmpada, e à rapidez com que a lâmpada começa a brilhar. Essa explicação está em desacordo com o modelo clássico de corrente. De acordo com o modelo mencionado, o fato de a lâmpada acender quase instantaneamente está relacionado à rapidez com que: (a) o fluido elétrico se desloca no circuito. (b) as cargas negativas móveis atravessam o circuito. (c) a bateria libera cargas móveis para o filamento da lâmpada. (d) o campo elétrico se estabelece em todos os pontos do circuito. (e) as cargas positivas e negativas se chocam no filamento da lâmpada. ENEM 2013, Questão (82). Em um piano, o Dó central e a próxima nota Dó (Dó maior) apresentam sons parecidos, mas não idênticos. É possível utilizar programas computacionais para expressar o formato dessas ondas sonoras em cada uma das situações como apresentado na figura 5.8, em que estão indicados intervalos de tempo idênticos (T ). (e) Vertical e sentido para cima. ENEM 2013, Questão (79). Um circuito em série é formado por uma pilha, uma lâmpada incandescente e uma chave interruptora. Ao se ligar a chave, a lâmpada acende quase instantaneamente, irradiando calor Figura 5.8 A razão entre as frequências do Dó central e do Dó maior é de: Nome 74 Nome

84 ENEM - Física (a) 1 2. (b) 2. (c) 1. (d) 1 4. (e) 4. ENEM 2013, Questão (83). Medir temperatura é fundamental em muitas aplicações, e apresentar a leitura em mostradores digitais é bastante prático. O seu funcionamento é baseado na correspondência entre valores de temperatura e de diferença de potencial elétrico. Por exemplo, podemos usar o circuito elétrico apresentado na figura 5.9, no qual o elemento sensor de temperatura ocupa um dos braços do circuito (R S ) e a dependência da resistência com a temperatura é conhecida. (e) 6, 2V. ENEM 2013, Questão (85). 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 = N /cm. O sistema molacondutor está imerso em um campo magnético uniforme perpendicular ao plano. Quando acionado o botão, a barra sairá da posição de equilíbrio a uma velocidade média de 5 m /s e atingirá a catraca em 6 milisegundos, abrindo a porta, conforme a figura Figura 5.10 Figura 5.9 A intensidade do campo magnético, para que o dispositivo funcione corretamente, é de: Para um valor de temperatura em que R S = 100Ω, a leitura apresentada pelo voltímetro será de: (a) +6, 2V. (b) +1, 7V. (c) +0, 3V. (d) 0, 3V. (a) T. (b) T. (c) T. (d) T. (e) 2 100T. Nome 75 Nome

85 ENEM - Física ENEM 2013, Questão (87). Em um dia sem vento, ao saltar de um avião, um paraquedista cai verticalmente até atingir a velocidade limite. No instante em que o paraquedas é aberto (instante T A ), ocorre a diminuição de sua velocidade de queda. Algum tempo após a abertura do paraquedas, ele passa a ter velocidade de queda constante, que possibilita sua aterrissagem em segurança. (a) (b) (c) (d) (e) Que gráfico representa a força resultante sobre o paraquedista, durante o seu movimento de queda? Figura 5.11 ENEM 2013, Questão (89). Aquecedores Nome 76 Nome

86 ENEM - Física Respostas solares usados em residências têm o objetivo de elevar a temperatura da água até 70 C. No entanto, a temperatura ideal da água para um banho é de 30 C. Por isso, deve-se misturar a água aquecida com a água à temperatura ambiente de um outro reservatório, que se encontra a 25 C. Qual a razão entre a massa de água quente e a massa de água fria na mistura para um banho à temperatura ideal? (a) 0, 111. (b) 0, 125. (c) 0, 357. (d) 0, 428. (e) 0, Respostas Questão (46). B Questão (76). C Questão (48). E Questão (79). D Questão (52). E Questão (82). A Questão (57). A Questão (83). D Questão (61). C Questão (65). C Questão (85). A Questão (66). A Questão (87). Figura B Questão (72). E Questão (75). E Questão (89). B 5.2. Soluções - ENEM 2013 ENEM 2013, Solução (46). Observe a figura Figura 5.12 Conforme o enunciado, quando o polipirrol sofre oxidação (perda de elétrons), há a inserção de ânions para compensar a carga positiva no polímero e o filme se expande. Na outra face do dispositivo o filme de polipirrol sofre redução (ganha elétrons), expulsando ânions, e o filme se contrai. Nome 77 Nome

87 ENEM - Física Soluções - ENEM 2013 Esse processo está representado na figura O eletrólito polimérico é o meio em que os íons passam de uma camada de um filme para o outro. Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Falsa. O eletrólito polimérico não absorve os íons. Ele é responsável pela difusão dos íons de uma camada de filme para outra. Alternativa B: Verdadeira. O eletrólito polimérico é o meio em que os íons passam de uma camada de um filme para o outro. Alternativa C: Falsa. O eletrólito contém um sal inorgânico que não serve para manter um gradiente térmico. Alternativa D: Falsa. Conforme o enunciado a condução é de íons e não de elétrons livres. Alternativa E: Falsa. O eletrólito polimérico é responsável pela difusão dos íons de uma camada de filme para outra. A Resposta é a Letra B. ENEM 2013, Solução (48). Observe a figura Figura 5.13 A lâmpada foi colocada no ponto médio entre as duas garrafas, logo ambas as garrafas recebem a mesma quantidade de calor. Assim a variação (tanto do aumento quanto da diminuição) de temperatura será maior naquela que tiver o maior calor específico. A garrafa que tem o maior calor específico é a de cor preta. Assim a variação de temperatura será maior no aquecimento e maior no resfriamento na garrafa preta. A Resposta é a Letra E. ENEM 2013, Solução (52). Conforme o enunciado, em viagens de avião, é solicitado aos passageiros o desligamento de todos os aparelhos cujo funcionamento envolva a emissão ou a recepção de ondas eletromagnéticas. A suprposição de ondas eletromagnéticas ocorre quando elas possuem comprimento de próximo. Isto pode influenciar na comunicação via rádio do avião ocorrer quando há algum aparelho (celular, tablet, etc...) ligado dentro do avião. Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Falsa. As ondas de rádio e as dos aparelhos têm comprimentos próximos. Por isso ocorre a superposição. Não pelo fato de terem fases opostas. Alternativa B: Falsa. As ondas eletromagnéticas não são audíveis. Alternativa C: Falsa. As ondas de rádio e as dos aparelhos têm comprimentos próximos. Por isso ocorre a superposição. Alternativa D: Falsa. As ondas de rádio e as dos aparelhos têm comprimentos próximos. Por isso ocorre a superposição. Não pelo fato de terem amplitudes sempre iguais. Alternativa E: Verdadeira. Duas ondas de comprimentos próximos podem interferir uma na outra. A Resposta é a Letra E. ENEM 2013, Solução (57). Observe a fi- Nome 78 Nome

88 ENEM - Física Soluções - ENEM 2013 gura Figura 5.14 A pressão atmosférica impede ou permite a saída de água pelos furos na experiência descrita no enunciado. Se a garrafa estiver tampada e a pressão da coluna da água for maior do que a atmosférica, a água sai pelos furos. Se a garrafa estiver tampada e a pressão da coluna da água for menor do que a atmosférica, a água não sai pelos furos. Se a garrafa não estiver tampada, a pressão atmosférica e a da coluna da água empurram a saída da água pelos furos. A água do furo mais baixo da garrafa alcança mais distância (tem velocidade de saída maior), pois a pressão da coluna de água é maior do que a dos furos mais acima (tem velocidade de saída menor), pois a pressão da coluna de água é menor. Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Verdadeira. Conforme dito anteriormente, se a garrafa estiver tampada e a pressão da coluna de água for menor do que a atmosférica, ela impede a saída de água pelo furo. Se a garrafa estiver destampada, apenas a altura da coluna de água irá influenciar na velocidade água. Alternativa B: Falsa. A velocidade de escoamento depende somente da altura da coluna de água da garrafa. A variação da pressão atmosférica é desprezível. Alternativa C: Falsa. O que impede a entrada de ar é a pressão da coluna da garrafa. Alternativa D: Falsa. Analogamente à Alternativa B a velocidade de escoamento depende somente da altura da coluna de água da garrafa. A variação da pressão atmosférica é desprezível. Alternativa E: Falsa. Analogamente à Alternativa C, o que impede a entrada de ar é a pressão da coluna da garrafa. A Resposta é a Letra A. ENEM 2013, Solução (61). A bomba elétrica do elevador hidráulico transmite a força necessária para elevar a pessoa, a cadeira de rodas e o elevador com velocidade constante (isto é, a soma das forças resultantes deve ser igual a 0). Para isso, é utilizado o Princípio de Pascal, que informa que a pressão exercida num líquido é transmitida a todos os pontos deste líquido. Neste exercício, o Princípio de Pascal é utillizado conforme a figura Figura 5.15 O peso P E que o elevador irá suportar é Nome 79 Nome

89 ENEM - Física Soluções - ENEM 2013 igual a: Figura 5.16 Como o elevador deve se mover com velocidade constante, a força resultante nele deve ser igual a 0, logo: P E = F E (5.2.2) Temos que A E = 5A M. Como a pressão líquido se distribui igualmente, pelo Princípio de Pascal, temos que: P E = ( ) g = (5.2.1) = 1000N Sejam F M a força do motor, A M a área da cabeça do pistão do motor e P M a pressão no líquido na área do motor. Sejam F E a força que eleva a pessoa e A E a área da seção do elevador e P E a pressão no líquido na área do elevador. O diagrama das forças que atuam no elevador está representado na figura F M = F E A M A E F M = 1000 A M 5A M F M A = 1000 M 5 A M F M = F M = 200N A Resposta é a Letra C. (5.2.3) ENEM 2013, Solução (65). Observe a figura Figura 5.17 O período é o tempo que a onda leva para completar 1 comprimento de onda. Conforme o enunciado, o período de oscilação tem 16 pessoas, logo há 15 espaços entre elas, onde cada um deles é de 80cm. Portanto o comprimento de onda λ é igual a: λ = = 1200cm (5.2.4) 12m Vamos converter a unidade da velocidade, Nome 80 Nome

90 ENEM - Física Soluções - ENEM 2013 v, da onda de km /h para m /s: 1000m km 1km v = 45 h 3600s 1h 45 km 1000m 1 km h 3600s 1 h = 45 m s 3, 6 = 12, 5 m s Assim o valor da frequência é igual a: v = λ f f = v λ f = 12, 5 12 f 1, 042Hz (5.2.5) (5.2.6) O valor mais aproximado entre as alternativas de resposta é 1Hz. A Resposta é a Letra C. ENEM 2013, Solução (66). Observe a figura Figura 5.18 A relação entre a velocidade linear v e a velocidade angular w é: w = v R (5.2.7) Onde R é a distância entre o ponto que circula e o centro do motor (o raio da circunferência). As polias 1 e 2 na montagem P possuem a mesma velocidade linear v. Analogamente as polias 1 e 3 na montagem Q possuem a mesma velocidade linear v. As polias 2 e 3 nas montagens P e Q possuem a mesma velocidade angular w. Como w = v /R v = w R, quanto maior R, maior v para o caso das polias 2 e 3. Vamos analisar cada uma das montagens. Montagem P: Observe a figura As correias que possuem a mesma velocidade linear são a 1 e 2, logo v 1 = v 2. A polia que corta é a 3. Como R 3 > R 2, v 3 > v 2 = v 1. Montagem Q: Observe a figura As correias que possuem a mesma velocidade linear são a 1 e 3, logo v 1 = v 3. A polia que corta é a 2. Como R 2 < R 3, v 2 < v 3 = v 1. Portanto na montagem P, a velocidade da polia que corta é maior do que a da polia 1. E na montagem Q, a velocidade da polia que corta é menor do que a da polia 1. A montagem a ser usada é a Q. Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Verdadeira. As polias 1 e 3 têm a mesma velocidade linear. A 3, por ter um raio maior, terá menor frequência (velocidade angular). E, nesse caso, a velocidade linear da polia 2 será menor do que a polia 3 na montagem P. Alternativa B: Falsa. As polias 1 e 3 giram com velocidades lineares iguais. As frequências (velocidade angular) são diferentes. Alternativa C: Falsa. Pois a montagem a Nome 81 Nome

91 ENEM - Física Soluções - ENEM 2013 ser usada é a Q. Alternativa D: Falsa. Pois a montagem a ser usada é a Q. Alternativa E: Falsa. As polias 2 e 3 têm a mesma frequência (velocidade angular). A Resposta é a Letra A. Figura 5.20 ENEM 2013, Solução (72). Observe a figura Falsa. O voltímetro não consegue medir a tensão na geladeira, pois está ligado em série com ela. Alternativa B: Figura 5.21 Figura 5.19 Falsa. O amperímetro não consegue medir a corrente da lâmpada, pois ele está ligado em paralelo com ela. Alternativa C: O voltímetro deve ser ligado em série para medir a voltagem de um aparelho. Assim ele deve ser ligado em paralelo com a geladeira. A amperímetro deve ser ligado em série para medir a corrente que passa por uma aparelho. Ele deve ser ligado em série com a lâmpada. Para medir a corrente total do circuito, ele deve ser ligado em série na entrada do circuito (na fase ) ou na saída do circuito (no neutro ). Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Figura 5.22 Falsa. O amperímetro não consegue medir a corrente da lâmpada, pois ele está ligado em paralelo com ela. Alternativa D: Figura 5.23 Nome 82 Nome

92 ENEM - Física Soluções - ENEM 2013 Falsa. O primeiro amperímetro não consegue medir a corrente do circuito, pois ele está ligado em série com o circuito, unido a fase e o neutro. Alternativa E: Figura 5.24 Verdadeira. O voltímetro conseguir medir a tensão na geladeira, pois está ligado em paralelo com ela. O amperímetro consegue medir a corrente que passa pela lâmpada, pois está ligado em série com ela. E o amperímetro ligado ao neutro consegue medir a corrente que passa pelo circuito, pois está ligado em série com ele. A Resposta é a Letra E. ENEM 2013, Solução (75). Seja P a potência do chuveiro, R a resistência do fio, V a tensão e i a corrente elétrica (considerada igual nas duas situações). Assim temos que: P = V i V = R i i = V R (5.2.8) temos que: P 220V = P 110V (220)2 R 220V = (110)2 R 110V (2 110)2 R 220V = (110)2 R 110V R 220V = (110)2 R 110V R 220V = ( 110) 2 R 110V 4 R 220V = 1 R 110V R 220V = R 110V 4 (5.2.10) Para uma resistência R com resistividade ρ, largura l e área da secção transversal A, temos que: R = ρ l A (5.2.11) Considerando que não há mudança na resistividade ρ e na largura l, temos que: R 220V = 4R 110V ρ l 220V A 220V ρ l 220V A 220V 1 = 4 A 220V = 4ρ l 110V A 110V = 4 ρ l 110V A 110V 1 A 110V A 220V = A 110V 4 (5.2.12) Considerando que não há mudança na resistividade ρ e na área de secção A, temos Substituindo a segunda equação na primeira, temos que: P = V V R P = V 2 R (5.2.9) Com a potência deve se manter constante, Nome 83 Nome

93 ENEM - Física Soluções - ENEM 2013 que: R 220V = 4R 110V ρ l 220V A 220V ρ l 220V A 220V = 4ρ l 110V A 110V = 4 ρ l 110V A 110V l 220V = 4l 110V (5.2.13) Considerando que não há mudança na área de secção A e na largura l, temos que: ENEM 2013, Solução (76). Para subir a rampa, a pessoa aplica uma força f no chão da rampa e a reação da rampa é a força de atrito f at na mesma direção (paralela ao plano) e sentido contrário ao movimento, que faz com que a pessoa suba a rampa, conforme a figura Se o chão estivesse ensaboado, f at seria pequena demais e a pessoa teria muitas dificuldades em subir a rampa. l R 220V = 4R 110V ρ 220V A = 4ρ l 110V A l ρ 220V A = 4ρ l 110V A ρ 220V = 4ρ 110V (5.2.14) Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Falsa. A nova resistência deve ter 4 vezes o comprimento (largura) da resistência anterior, conforme calculado em (5.2.13). Alternativa B: Falsa. A nova resistência deve ter 4 vezes o comprimento (largura) da resistência anterior, conforme calculado em (5.2.13). Alternativa C: Falsa. A nova resistência deve ter 1 /4 da área da secção transversal da resistência anterior, conforme calculado em (5.2.12). Alternativa D: Falsa. A nova resistência deve ter 1 /4 da área da secção transversal da resistência anterior, conforme calculado em (5.2.12). Alternativa E: Verdadeira. A nova resistência deve ter 1 /4 da área da secção transversal da resistência anterior, conforme calculado em (5.2.12). A Resposta é a Letra E. Figura 5.25 Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Falsa. A força de atrito f at na mesma direção (paralela ao plano) e sentido contrário ao movimento. Alternativa B: Falsa. A força de atrito f at na mesma direção (paralela ao plano) e sentido contrário ao movimento. Alternativa C: Verdadeira. A força de atrito f at na mesma direção (paralela ao plano) e sentido contrário ao movimento. Alternativa D: Falsa. A força de atrito f at na mesma direção (paralela ao plano) e sentido contrário ao movimento. O plano não está na horizontal, ele é inclinado. Alternativa E: Falsa. A força de atrito f at na mesma direção (paralela ao plano) e sentido contrário ao movimento. O plano é inclinado. A direção da força de atrito é inclinada. Nome 84 Nome

94 ENEM - Física Soluções - ENEM 2013 A Resposta é a Letra C. ENEM 2013, Solução (79). O circuito descrito no enunciado está montado na figura5.26. Figura 5.26 Alternativa D: Verdadeira. A corrente elétrica é estabelecida instantaneamente em todo o circuito graças ao campo elétrico que surge e faz com que os elétrons livres se desloquem por todo o circuito. Alternativa E: Falsa. As cargas negativas se movem graças à ação do campo elétrico que surge instantaneamente quando o circuito é fechado. A Resposta é a Letra D. ENEM 2013, Solução (82). Observe a figura Ao ligar o interruptor, a corrente elétrica é estabelecida instantaneamente em todo o circuito graças ao campo elétrico que surge e faz com que os elétrons livres se desloquem por todo o circuito. A velocidade dos elétrons na corrente elétrica é muito pequena (da ordem de 1 cm /s, logo não são os elétrons que estão próximos à entrada do circuito que se deslocam para acender a lâmpada. Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Falsa. O fluido elétrico (interpretado como corrente elétrica) é resultado da ação do campo elétrico que surge instantaneamente quando o circuito é fechado. Alternativa B: Falsa. As cargas negativas se movem graças à ação do campo elétrico que surge instantaneamente quando o circuito é fechado. Alternativa C: Falsa. A bateria promove uma diferença de potencial que induz um campo elétrico instantaneamente que faz com que as cargas se desloquem por todo o circuito. Figura 5.27 Vamos considerar que na figura 5.27, o espaço medido em cada intervalo de tempo T para cada uma das ondas Dó central e Dó maior é igual a x. Vamos chamar a velocidade da onda de v c, λ c o comprimento de onda e f c a frequência da onda Dó central e, analogamente v m, λ m e f m para a onda Dó maior. Como o meio de propagação é o mesmo (o ar), v c = v m. Na figura Dó central, no intervalo de tempo T, a onda sonora completa 1 comprimento de onda, logo: λ c = x (5.2.15) Na figura Dó maior, no intervalo de tempo T, a onda sonora completa 2 comprimentos de onda, logo. λ m = 2x (5.2.16) Para qualquer onda, v = λf, logo f = v /λ, Nome 85 Nome

95 ENEM - Física Soluções - ENEM 2013 assim: f c f m = f c f m = f c f m = v c λ c v m λ m v c x v m 2x vc x v m 2 x f c f m = 1 2 A Resposta é a Letra A. (5.2.17) ENEM 2013, Solução (83). Observe a figura ABC, temos que: V ABC = R ABC i ABC 10 = 570 i ABC i ABC = i ABC = 1 57 A (5.2.20) Chamando de R ADC a resistência equivalente do ramo do circuito ADC, temos que: R ADC = R AB + R BC = (5.2.21) = 590Ω Chamando de V ADC a voltagem, i ADC corrente que passa pelo ramo do circuito ADC, temos que: V ADC = R ADC i ADC Figura 5.28 Para uma resistência R, em que passa uma corrente i sob uma voltagem V, temos que: V = R i (5.2.18) Chamando de R ABC a resistência equivalente do ramo do circuito ABC, temos que: 10 = 590 i ADC i ADC = i ADC = 1 59 A (5.2.22) R ABC = R AB + R BC = (5.2.19) = 570Ω Chamando de V ABC a voltagem, i ABC corrente que passa pelo ramo do circuito Na figura 5.28, a leitura do voltímetro é do ponto B para o ponto D, isto é, devemos calcular o valor de V B V D (do polo positivo para o polo negativo). Nome 86 Nome

96 ENEM - Física Soluções - ENEM 2013 V B V C é igual a: V B V C = R BC i BC V D V C é igual a: = R BC i ABC 1 = (5.2.23) uma força F M na barra da direita para a esquerda, conforme a regra da mão esquerda na figura V D V C = R DC i DC = R BC i ADC 1 = (5.2.24) Subtraindo a equação (5.2.22) da equação (5.2.24), temos que: (V B V C ) (V D V C ) = V B V D 1, , 339 V B V D 0, 2795V (5.2.25) A alternativa que mais se aproxima é a letra D, 0, 3V. A Resposta é a Letra D. Figura 5.30 ENEM 2013, Solução (85). Observe a figura O valor de F M é igual a: F M = B i L senθ (5.2.26) Figura 5.29 Quando é acionado botão, a barra de comprimento L é percorrida por uma corrente elétrica i e o campo magnético B gera Onde θ = 90, pois o campo magnético é perpendicular à barra. A mola é esticada e aplica uma força F E = k x na barra retornando à posição Nome 87 Nome

97 ENEM - Física Soluções - ENEM 2013 inicial. x é a distensão da mola e é igual a: que F M = F E, logo: v = x t x = v t x = 5 m 6ms s F M = F E B i L senθ = 1, B sen90 = 1, x = 5 m 6ms 1s s 1000ms x = 5 m 1s s 6 ms 1000 ms x = x = 0, 03m x = 0, 03m 100cm 1m x = 0, 03 m 100cm 1 m x = 3cm Assim F E é igual a: (5.2.27) B = 1, 5 B 3 1 = 1, 5 B = 1, 5 3 B = 0, 5T B = T A Resposta é a Letra A. (5.2.29) ENEM 2013, Solução (87). As forças que atuam no paraquedista são a força-peso (P ) e a resistência do ar (R Ar ) e a força resultante é F R = P R Ar conforme a figura F E = k x F E = F E = F E = 1, N (5.2.28) Como a velocidade v é constante, temos Figura 5.31 Nome 88 Nome

98 ENEM - Física Soluções - ENEM 2013 A força-peso é constante. A resistência do ar é variável. Ela é maior quando a velocidade é maior e menor quando a velocidade é menor. Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Há três etapas na queda do paraquedista. Antes da abertura do paraquedas, no instante da abertura (T A ) e depois da abertura. Vamos analisar as forças que atuam no paraquedista em cada uma dessas etapas. Seja F R a força resultante no paraquedista. Antes da abertura do paraquedas: Nessa etapa, o paraquedista inicia a queda com velocidade igual a 0 (logo a resistência do ar é igual a 0 assim F R = P ) e, conforme a velocidade vai aumentando, R Ar vai aumentando até um valor limite, logo F R = P R Ar 0. Assim F R vai diminuindo em módulo até o instante T A e seu sentido é de baixo para cima. No instante da abertura do paraquedas T A : Nesta etapa, a força peso e a resistência do ar têm seus valores igual. Assim F R = 0. Figura 5.32 Falsa. Após a abertura do paraquedas (no instante T A ), F R vai diminuindo em módulo até o valor 0 e tem seu sentido de cima para baixo. Na figura 5.31, F R aumenta em módulo após a abertura do paraquedas. Alternativa B: Após a abertura do paraquedas: Nesta etapa, a força da resistência do ar aumenta (devido à abertura do paraquedas) e fica maior do que a força-peso até diminuir a velocidade do paraquedista, logo F R = P R Ar 0. A resistência do ar vai diminuindo até se igualar a força-peso. Assim F R vai diminuindo em módulo até o valor 0 e seu sentido é de cima para baixo. Ou seja, antes da abertura do paraquedas, F R vai diminuindo em módulo e tem sentido de baixo para cima; no instante da abertura (T A ), F R = 0 e depois da abertura do paraquedas, F R vai diminuindo em módulo até o valor 0 e tem seu sentido de cima para baixo. Figura 5.33 Verdadeira. Antes da abertura do paraquedas, F R vai diminuindo em módulo e tem Nome 89 Nome

99 ENEM - Física Soluções - ENEM 2013 sentido de baixo para cima; no instante da abertura (T A ), F R = 0 e depois da abertura do paraquedas, F R vai diminuindo em módulo até o valor 0 e tem seu sentido de cima para baixo. Alternativa C: Figura 5.36 Figura 5.34 Falsa. F R vai diminuindo em módulo até o valor 0. Se ela se mantivesse constante, a velocidade do paraquedista iria aumentar sempre. A Resposta é a Figura B. Falsa. Após a abertura do paraquedas, F R tem seu sentido de baxi para cima e vai diminuindo até o valor 0, logo ela tem o seu sinal (+ ou ) trcado com o seu valor antes da abertura do paraquedas. Alternativa D: ENEM 2013, Solução (89). A quantidade de calor trocada entre a água a 70 C, Q 70, e a água a 25 C, Q 25, é igual. Chamando de c H2 O o calor específico da água, o calor doado pela água a 70, Q 70, é igual a: Q 70 = m 70 c H2 O t 70 = m 70 c H2 O = m 70 c H2 O 40 Figura 5.35 = m 70 c H2 O 40 (5.2.30) O calor doado pela água a 25, Q 25, é igual a: Q 25 = m 25 c H2 O t 25 Falsa. F R vai diminuindo em módulo até o valor 0. F R não é nula logo após a abertura do paraquedas. Alternativa E: = m 25 c H2 O = m 25 c H2 O 5 = m 70 c H2 O 5 (5.2.31) Nome 90 Nome

100 ENEM - Física Soluções - ENEM 2013 Como Q 70 = Q 25, temos que: Q 70 = Q 25 m 70 c H2 O 40 = m 25 c H2 O 5 m 70 c H2 O 40 m 25 c H2 O 5 = 1 m m 25 5 = 1 m 70 m 25 m 70 m 25 m 70 m 25 A Resposta é a Letra B. = 5 40 = 1 8 = 0, 125 (5.2.32) Nome 91 Nome

101 ENEM - Física Soluções - ENEM 2013 Nome 92 Nome

102 CAPÍTULO 6 ENEM - Física ENEM 2014, Questão (46). Christiaan Huygens, em 1656, criou o relógio de pêndulo. Nesse dispositivo, a pontualidade baseiase na regularidade das pequenas oscilações do pêndulo. Para manter a precisão desse relógio, diversos problemas foram contornados. Por exemplo, a haste passou por ajustes até que, no início do século XX, houve uma inovação, que foi sua fabricação usando uma liga metálica que se comporta regularmente em um largo intervalo de temperaturas. YODER, J. G. Unrolling Time: Christiaan Huygens and the mathematization of nature. Cambridge: Cambridge University Press, 2004 (adaptado). Desprezando a presença de forças dissipativas e considerando a aceleração da gravidade constante, para que esse tipo de relógio realize corretamente a contagem do tempo, é necessário que o(a): (a) comprimento da haste seja mantido constante. (b) massa do corpo suspenso pela haste seja pequena. (c) material da haste possua alta condutividade térmica. (d) amplitude da oscilação seja constante a qualquer temperatura. (e) energia potencial gravitacional do corpo suspenso se mantenha constante. ENEM 2014, Questão (50). É comum aos fotógrafos tirar fotos coloridas em ambientes iluminados por lâmpadas fluorescentes, que contêm uma forte composição de luz verde. A consequência desse fato na fotografia é que todos os objetos claros, principalmente os brancos, aparecerão esverdeados. Para equilibrar as cores, deve-se usar um filtro adequado para diminuir a intensidade da luz verde que chega aos sensores da câmera fotográfica. Na escolha desse filtro, utiliza-se o conhecimento da composição das cores-luz primárias: vermelho, verde e azul; e das coresluz secundárias: amarelo = vermelho + verde, ciano = verde + azul e magenta = vermelho + azul. Disponível em: Acesso em: 20 maio 2014 (adaptado). Na situação descrita, qual deve ser o filtro utilizado para que a fotografia apresente as cores naturais dos objetos? 93

103 ENEM - Física (a) Ciano. (b) Verde. (c) Amarelo. (d) Magenta. (e) Vermelho. ENEM 2014, Questão (55). Uma pessoa, lendo o manual de uma ducha que acabou de adquirir para a sua casa, observa o gráfico na figura 6.1 que relaciona a vazão na ducha com a pressão, medida em metros de coluna de água (mca). (c) (d) (e) ENEM 2014, Questão (57). Um sistema de iluminação foi construído com um circuito de três lâmpadas iguais conectadas a um gerador (G) de tensão constante. Esse gerador possui uma chave que pode ser ligada nas posições A ou B, conforme a figura 6.2. Figura 6.1 Nessa casa residem quatro pessoas. Cada uma delas toma um banho por dia, com duração média de 8 minutos, permanecendo o registro aberto com vazão máxima durante esse tempo. A ducha é instalada em um ponto seis metros abaixo do nível da lâmina de água, que se mantém constante dentro do reservatório. Ao final de 30 dias, esses banhos consumirão um volume de água, em litros, igual a: (a) (b) Figura 6.2 Considerando o funcionamento do circuito dado, a lâmpada 1 brilhará mais quando a chave estiver na posição: (a) B, pois a corrente será maior nesse caso. (b) B, pois a potência total será maior nesse caso. (c) A, pois a resistência equivalente será menor nesse caso. Nome 94 Nome

104 ENEM - Física (d) B, pois o gerador fornecerá uma maior tensão nesse caso. (e) A, pois a potência dissipada pelo gerador será menor nesse caso. ENEM 2014, Questão (62). Um sistema de pistão contendo um gás é mostrado na figura 6.3. Sobre a extremidade superior do êmbolo, que pode movimentar-se livremente sem atrito, encontra-se um objeto. Através de uma chapa de aquecimento é possível fornecer calor ao gás e, com auxílio de um manômetro, medir sua pressão. A partir de diferentes valores de calor fornecido, considerando o sistema como hermético, o objeto elevou-se em valores h, como mostrado no gráfico na figura 6.3. Foram estudadas, separadamente, quantidades equimolares de dois diferentes gases, denominados M e V. ENEM 2014, Questão (64). O pêndulo de Newton pode ser constituído por cinco pêndulos idênticos suspensos em um mesmo suporte. Em um dado instante, as esferas de três pêndulos são deslocadas para a esquerda e liberadas, deslocandose para a direita e colidindo elasticamente com as outras duas esferas, que inicialmente estavam paradas, conforme a figura 6.4. Figura 6.4 Figura 6.3 A diferença no comportamento dos gases no experimento decorre do fato de o gás M, em relação ao V, apresentar: (a) maior pressão de vapor. (b) menor massa molecular. (c) maior compressibilidade. (d) menor energia de ativação. (e) menor capacidade calorífica. O movimento dos pêndulos após a primeira colisão está representado em: Nome 95 Nome

105 ENEM - Física (a) a possibilidade de se alterarem os ângulos de inclinação, conforme mostra a figura 6.6. Na descrição do experimento, quando a esfera de metal é abandonada para descer um plano inclinado de um determinado nível, ela sempre atinge, no plano ascendente, no máximo, um nível igual àquele em que foi abandonada para descer um plano inclinado de um determinado nível, ela sempre atinge, no plano ascendente, no máximo, um nível igual àquele em que foi abandonada. (b) Figura 6.6 (c) Se o ângulo de inclinação do plano de subida for reduzido a zero, a esfera: (a) manterá sua velocidade constante, pois o impulso resultante sobre ela será nulo. (d) (b) manterá sua velocidade constante, pois o impulso da descida continuará a empurrá-la. (c) diminuirá gradativamente a sua velocidade, pois não haverá mais impulso para empurrá-la. (e) Figura 6.5 ENEM 2014, Questão (67). Para entender os movimentos dos corpos, Galileu discutiu o movimento de uma esfera de metal em dois planos inclinados sem atritos e com (d) diminuirá gradativamente a sua velocidade, pois o impulso resultante será contrário ao seu movimento. (e) aumentará gradativamente a sua velocidade, pois não haverá nenhum impulso contrário ao seu movimento. ENEM 2014, Questão (68). Uma proposta de dispositivo capaz de indicar a qualidade Nome 96 Nome

106 ENEM - Física da gasolina vendida em postos e, consequentemente, evitar fraudes, poderia utilizar o conceito de refração luminosa. Nesse sentido, a gasolina não adulterada, na temperatura ambiente, apresenta razão entre os senos dos raios incidente e refratado igual a 1, 4. Desse modo, fazendo incidir o feixe de luz proveniente do ar com um ângulo fixo e maior que zero, qualquer modificação no ângulo do feixe refratado indicará adulteração no combustível. Em uma fiscalização rotineira, o teste apresentou o valor de 1, 9. Qual foi o comportamento do raio refratado? (a) Mudou de sentido. (b) Sofreu reflexão total. (c) Atingiu o valor do ângulo limite. (d) Direcionou-se para a superfície de separação. (e) Aproximou-se da normal à superfície de separação. ENEM 2014, Questão (72). 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 6.7. Figura 6.7 A fim de se obter uma corrente com o mesmo sentido da apresentada na figura 6.7, utilizando os mesmos materiais, outra possibilidade é mover a espira para a: (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. ENEM 2014, Questão (76). Alguns sistemas de segurança incluem detectores de movimento. Nesses sensores, existe uma substância que se polariza na presença de radiação eletromagnética de certa região de frequência, gerando uma tensão que pode ser amplificada e empregada para efeito de controle. Quando uma pessoa se aproxima do sistema, a radiação emitida por seu corpo é detectada por esse tipo de sensor. WENDLING, M. Sensores. Disponível em: www2.feg.unesp.br. Acesso em: 7 maio 2014 (adaptado). Nome 97 Nome

107 ENEM - Física A radiação captada por esse detector encontra-se na região de frequência: (a) da luz visível. (b) do ultravioleta. (c) do infravermelho. (d) das micro-ondas. (e) das ondas longas de rádio. ENEM 2014, Questão (82). Um professor utiliza essa história em quadrinhos na figura 6.8 para discutir com os estudantes o movimento de satélites. Nesse sentido, pede a eles que analisem o movimento do coelhinho, considerando o módulo da velocidade constante. (a) nulo. (b) paralelo à sua velocidade linear e no mesmo sentido. (c) paralelo à sua velocidade linear e no sentido oposto. (d) perpendicular à sua velocidade linear e dirigido para o centro da Terra. (e) perpendicular à sua velocidade linear e dirigido para fora da superfície da Terra. ENEM 2014, Questão (84). Ao sintonizarmos uma estação de rádio ou um canal de TV em um aparelho, estamos alterando algumas características elétricas de seu circuito receptor. Das inúmeras ondas eletromagnéticas que chegam simultaneamente ao receptor, somente aquelas que oscilam com determinada frequência resultarão em máxima absorção de energia. O fenômeno descrito é a: (a) difração. (b) refração. (c) polarização. (d) interferência. (e) ressonância. Figura 6.8 Desprezando a existência de forças dissipativas, o vetor aceleração tangencial do coelhinho, no terceiro quadrinho, é: ENEM 2014, Questão (87). Quando adolescente, as nossas tardes, após as aulas, consistiam em tomar às mãos o violão e o dicionário de acordes de Almir Chediak e desafiar nosso amigo Hamilton a descobrir, apenas ouvindo o acorde, quais notas eram escolhidas. Sempre perdíamos a aposta, ele possui o ouvido absoluto. Nome 98 Nome

108 ENEM - Física O ouvido absoluto é uma característica perceptual de poucos indivíduos capazes de identificar notas isoladas sem outras referências, isto é, sem precisar relacioná-las com outras notas de uma melodia. LENT, R. O cérebro do meu professor de acordeão. Disponível em: Acesso em: 15 ago (adaptado). No contexto apresentado, a propriedade física das ondas que permite essa distinção entre as notas é a: (a) frequência. (b) intensidade. (c) forma da onda. (d) amplitude da onda. (e) velocidade de propagação. ENEM 2014, Questão (90). As lentes fotocromáticas escurecem quando expostas à luz solar por causa de reações químicas reversíveis entre uma espécie incolor e outra colorida. Diversas reações podem ser utilizadas, e a escolha do melhor regente para esse fim se baseia em três principais aspectos: utilizam reagentes químicos diferentes. No quadro na figura 6.9, são apresentados os resultados. Figura 6.9 Considerando os três aspectos, qual é a melhor amostra de lente fotocromática para se utilizar em óculos? (a) 1. (b) 2. (c) 3. (d) 4. (e) 5. (I) o quanto escurece a lente; (II) o tempo de escurecimento quando exposta à luz solar; (III) o tempo de esmaecimento em ambiente sem forte luz solar. A transmitância indica a razão entre a quantidade de luz que atravessa o meio e a quantidade de luz que incide sobre ele. Durante um teste de controle para o desenvolvimento de novas lentes fotocromáticas, foram analisadas cinco amostras, que Nome 99 Nome

109 ENEM - Física Respostas 6.1. Respostas Questão (46). A Questão (50). D Questão (55). C Questão (57). C Questão (62). E Questão (64). E Questão (67). A Questão (68). E Questão (72). A Questão (76). C Questão (82). A Questão (84). E Questão (87). A Questão (90). C 6.2. Soluções - ENEM 2014 ENEM 2014, Solução (46). Observe a figura Figura 6.10 mente em um largo intervalo de temperaturas, l não irá variar conforme a temperatura do dia e das estações. Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Verdadeira. A liga metálica será usada para l variar pouco ou até mesmo ser mantida constante. Alternativa B: Falsa. No período do pêndulo T, o que influiu é o tamanho da haste l e a aceleração da gravidade g. T não se relaciona com a massa. Alternativa C: Falsa. No período do pêndulo T, o que influiu é o tamanho da haste l e a aceleração da gravidade g. T não se relaciona com a condutividade térmica da massa. Alternativa D: Falsa. No período do pêndulo T, o que influiu é o tamanho da haste l e a aceleração da gravidade g. T não se relaciona com a amplitude da oscilação. Alternativa E: Falsa. No período do pêndulo T, o que influiu é o tamanho da haste l e a aceleração da gravidade g. T não se relaciona com a massa e a energia potencial. A Resposta é a Letra A. A fórmula do período, T, do pêndulo (que é responsável pela marcação de hora do relógio) é igual a: l T = 2π g (6.2.1) Onde l é o tamanho da barra e g é a aceleração da gravidade. Assim como o pêndulo será feito com uma liga metálica que se comporta regular- ENEM 2014, Solução (50). O filtro a ser usado deve atenuar a luz verde do ambiente e intensificar as cores restantes, o vermelho e o azul. Assim o filtro escolhido deve ser a composição de vermelho e azul, que é o magenta. A Resposta é a Letra D. ENEM 2014, Solução (55). Observe a figura Nome 100 Nome

110 ENEM - Física Soluções - ENEM 2014 terá nenhuma corrente percorrendo a lâmpada 2, conforme a figura Figura 6.11 Nessa casa, residem 4 pessoas que tomam um banho por dia de 8 minutos. Assim o chuveiro fica aberto durante 4 8 = 32 minutos cada dia. Em 30 dias, o tempo, t, que o chuveiro vai ficar aberto é igual a: t = = 960 minutos (6.2.2) Figura 6.12 Pelo gráfico na figura 6.1, a vazão máxima correspondente à altura de 6 metros é de 12 L /min. Portanto o volume, V, de água, em litros, que é utilizado durante 30 dias é igual a: V = = 11520L A Resposta é a Letra C. (6.2.3) ENEM 2014, Solução (57). Dada uma resistência R, sob uma voltagem V e percorrida por uma corrente i, a potência, P, dissipada por esta resistência é igual a: P = R i 2 (6.2.4) Quando a chave estiver na posição A, não Como as lâmpadas 1 e 3 estão em paralelo, a resistência equivalente do circuito na posição A, R eq,a será igual a: 1 R eq,a = 1 R R 2 1 = 1 R eq,a R + 1 R 1 = 2 R eq,a R R eq,a = R 2 (6.2.5) Assim a corrente do circuito, i A, será igual Nome 101 Nome

111 ENEM - Física Soluções - ENEM 2014 a: V = R eq,a i A i A = V R eq,a (6.2.6) As lâmpadas 1 e 3 estão em paralelo entre si, logo a resistência equivalente, R 1,3 = R /2 como calculada na equação (6.2.5). i A = V R 2 i A = 2V R Como R 1 = R 3 e as lâmpadas estão em paralelo, a corrente que passa em cada lâmpada, i 1, i 3 é igual a: i 1 = i 3 = i A 2 i 1 = i 3 = 2V R 2 i 1 = i 3 = V R Logo na posição A, i 1 = V /R. (6.2.7) Quando a chave estiver na posição B, haverá corrente percorrendo a lâmpada 2, conforme a figura Como as lâmpadas 1 e 3 estão em paralelo entre si e em série com a lâmpada 2, a resistência equivalente do circuito na posição B, R eq,b será igual a: R eq,b = R 1,3 + R R eq,b = R 2 + R R eq,b = 2R + R 2 R eq,b = 3R 2 (6.2.8) Assim a corrente do circuito, i B, será igual a: V = R eq,b i B i A = V R eq,b (6.2.9) Figura 6.13 i A = V 3R 2 i A = 2V 3R Como R 1 = R 3 e as lâmpadas estão em paralelo, a corrente que percorre as lâmpadas 1 e 3 são iguais, logo, a corrente que Nome 102 Nome

112 ENEM - Física Soluções - ENEM 2014 passa em cada lâmpada, i 1, i 3 é igual a: i 1 = i 3 = i B 2 i 1 = i 3 = 2V 3R 2 (6.2.10) i 1 = i 3 = V 3R Logo na posição B, i 1 = V /3R. Assim a chave deve estar posicionada na posição A, pois a corrente que passará pela lâmpada 1 será maior e, consequentemente, a potência liberada será maior e a lâmpada brilhará mais. Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Falsa. A chave deve ser posicionada na posição B. Alternativa B: Falsa. A chave deve ser posicionada na posição B. Alternativa C: Verdadeira. Por uma resistência equivalente menor passa uma corrente maior. A resistência equivalente do circuito A é R eq,a = R /2 e a do circuito B é R eq,b = 3R /2. Alternativa D: Falsa. A chave deve ser posicionada na posição B. Alternativa E: Falsa. A potência do gerador é igual nos dois casos, pois a voltagem do gerador não muda. A Resposta é a Letra C. ENEM 2014, Solução (62). Observe a figura Figura 6.14 A Equação de Clapeyron é: P V = n R T (6.2.11) Onde P é a pressão do gás, V é o volume, n é a quantidade de mols, R é a constante universal dos gases perfeitos e T é a temperatura. Mantidos constantes a pressão e o número de mols, quando se eleva a temperatura T, o volume também se eleva e vice-versa (transformação isobárica). Na experiência do enunciado, o êmbolo é móvel, com um peso em cima (logo a pressão é constante) e a quantidade de gás não varia (logo o número de mols é constante). Para a mesma quantidade de calor, o gás M eleva o objeto a uma altura h maior, pois tem a sua temperatura elevada a um valor maior do que o gás V, logo o gás M tem uma capacidade calorífica (isto é, de reter calor sem aumentar a sua temperatura) menor do que a do gás V. Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Falsa. O que ocorre no experimento é uma transformação isobárica. Alternativa B: Falsa. Mesmo se a massa molecular do gás M for menor ainda há as ligações intermoleculares que podem influenciar na elevação de temperatura do gás. Nome 103 Nome

113 ENEM - Física Soluções - ENEM 2014 Alternativa C: Falsa. O que ocorre no experimento é uma transformação isobárica. Além disso, com uma maior compressibilidade, h seria menor. Alternativa D: Falsa. O que ocorre no experimento é uma transformação isobárica. Alternativa E: Verdadeira. Uma menor capacidade calorífica implica que com a mesma quantidade de calor, a temperatura do gás se eleva mais e, como a transformação é isobárica, o volume do gás se eleva mais. A Resposta é a Letra E. ENEM 2014, Solução (64). Observe a figura haver três pêndulos se movimentando da esquerda para a direita e dois parados. Os parados serão os dois primeiros. Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Figura 6.16 Falsa. Neste caso, a quantidade de movimento final é igual a 0. Alternativa B: Figura 6.15 Os cinco pêndulos são idênticos, logo todos eles têm o mesmo tamanho e a mesma massa. Como a colisão é elástica (o choque é perfeito), toda a quantidade de movimento (Q) anterior ao choque é transmitida aos pêndulos depois do choque. Ou seja, antes do choque há três pêndulos se movimentando da esquerda para a direita e dois parados (os que vão levar o choque). Após o choque, já que a colisão é elástica e os pêndulos são iguais, as esferas dos pêndulos trocam de velocidade de tal modo que Q seja mantido. Portanto após o coque deve Figura 6.17 Falsa. Como a colisão é elástica e as esferas dos pêndulos são iguais, as esferas dos pêndulos trocam de velocidade de tal modo que Q seja mantido. Portanto após o coque deve haver três pêndulos se movimentando da esquerda para a direita e dois parados. Os parados serão os dois primeiros. Alternativa C: Nome 104 Nome

114 ENEM - Física Soluções - ENEM 2014 A Resposta é a Letra C. ENEM 2014, Solução (67). Observe a figura Figura 6.18 Verdadeira. A quantidade de movimento inicial Q é da esquerda para a direita com três pêndulos se movimentando. As esferas dos pêndulos trocam de velocidade de tal modo que Q seja mantido. Portanto após o coque deve haver três pêndulos se movimentando da esquerda para a direita e dois parados. Os parados serão os dois primeiros. Alternativa D: Figura 6.19 Falsa. Apenas dois pêndulos se movimentam após o choque. A quantidade de movimento Q não é mantida. Alternativa E: Figura 6.20 Falsa. Apenas um pêndulo se movimentam após o choque. A quantidade de movimento Q não é mantida. Figura 6.21 O ângulo de subida ser reduzido a zero significa que a esfera descerá do plano e não continuará no plano de subida. A esfera não subirá, pois não haverá plano de subida. Quando a esfera é abandonada, ela possui energia potencial gravitacional que é transformada totalmente em energia cinética (já que os planos são lisos). Após isso a esfera segue com velocidade constante, já que os planos são lisos e as forças que atuam na esfera são a força-peso e a normal do plano (que anula a força-peso), assim o impulso na esfera é nulo. Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Verdadeira. A velocidade após a descida é constante, já que os planos são lisos e as forças que atuam na esfera são a força-peso e a normal do plano (que anula a força-peso), assim, após a descida, o impulso na esfera é nulo. Alternativa B: Falsa. O impulso na esfera é nulo após a descida. As forças que atuam na esfera são a força-peso e a normal do plano (que anula a força-peso). Além disso a velocidade é mantida constante. Alternativa C: Falsa. A velocidade após a descida é constante, já que os planos são lisos. Nome 105 Nome

115 ENEM - Física Soluções - ENEM 2014 Alternativa D: Falsa. O impulso na esfera é nulo após a descida. As forças que atuam na esfera são a força-peso e a normal do plano (que anula a força-peso). Além disso a velocidade é mantida constante. Alternativa E: Falsa. O impulso na esfera é nulo após a descida. As forças que atuam na esfera são a força-peso e a normal do plano (que anula a força-peso). Além disso a velocidade é mantida constante. A Resposta é a Letra A. ENEM 2014, Solução (68). Observe a figura Figura 6.22 Conforme a figura 6.22, a relação entre o ângulo incidente, θ 1, o ângulo refratado, θ 2, o índice de refração do meio incidente, n 1, e o índice de refração do meio da refração, n 2, está descrita na Lei de Snell- Descartes em (6.2.12). n 1 sen(θ 1 ) = n 2 sen(θ 2 ) (6.2.12) O índice de refração do ar é considerado igual a n 1 = 1. Se a gasolina não for adulterada, a relação entre θ 1 e θ 2 será igual a: n 1 sen(θ 1 ) = n 2 sen(θ 2 ) 1 sen(θ 1 ) = 1, 4 sen(θ 2 ) sen(θ 2 ) = sen(θ 1) 1, 4 (6.2.13) Analogamente, se a gasolina sor adulterada, n 2 = 1, 9. Considerando que θ 1 é igual nos dois casos, temos que: ( ) sen θ 2 = sen(θ 1) 1, 9 (6.2.14) Como sen ( θ 2) < sen(θ2 ) θ 2 < θ 2, na gasolina adulterada, o raio refratado se aproxima da normal. Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Falsa. Ele mudou de direção. O sentido é o mesmo, de baixo para cima. Alternativa B: Falsa. Como sen ( θ 2) = sen(θ 1 ) 1,9, não houve reflexão. Alternativa C: Falsa. O valor do ângulo limite depende do raio incidente não do raio refratado. Alternativa D: Falsa. Analogamente à Alternativa C. Direcionar-se para a superfície de separação é o mesmo que atingir o valor do ângulo limite. Alternativa E: Verdadeiro. Como sen ( θ 2) < sen(θ2 ) θ 2 < θ 2, na gasolina adulterada, o raio refratado se aproxima da normal. A Resposta é a Letra E. ENEM 2014, Solução (72). Observe a figura Nome 106 Nome

116 ENEM - Física Soluções - ENEM 2014 Figura 6.23 Figura 6.24 Segundo a Lei de Lenz, o sentido do campo induzido pela corrente é o oposto da variação do campo magnético que lhe deu origem. Se houver diminuição do fluxo magnético, a corrente criada criará um campo magnético de mesmo sentido do fluxo magnético da fonte. Se houver aumento, a corrente criada gerará um campo magnético oposto ao sentido do fluxo magnético da fonte. Uma corrente elétrica sai do pólo positivo para o pólo negativo. No experimento, o campo magnético gerado pela corrente na espira, B c é da esquerda para a direita e deve se opor à variação do campo magnético gerada pelo imã, B i, conforme a figura O campo magnético gerado pela corrente na espira, B c, tem a sua direção perpendicular ao plano da espira e sentido conforme a regra da mão direita, exposta na figura Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Verdadeira. Movendo o imã para a direita com a polaridade invertida e a espira da esquerda para a direita, o campo magnético do imã, B i, irá aumentar da direita para a esquerda. Assim o campo magnético induzido pela corrente, B c, será da esquerda para a direita, contrário ao aumento de B i, conforme o necessário. Alternativa B: Falsa. Movendo o imã da esquerda para a direita com polaridade invertida, o campo magnético do imã, B i, irá diminuir, logo o campo magnético induzido pela corrente, B c será da direita para a esquerda, contrário à diminuição do campo magnético do imã, o que não corresponde ao objetivo do experimento. Alternativa C: Falsa. Movendo o imã da direita para a esquerda com polaridade da figura 6.23 e a espira da direita para a esquerda pode não haver variação do campo magnético do imã, B i. Alternativa D: Falsa. Movendo a espira da esquerda para a direita e mantendo o imã em repouso com polaridade invertida da figura 6.23, o campo magnético induzido pela corrente, B c, será da direita para esquerda, contrário à diminuição do campo magnético do imã, B i. Nome 107 Nome

117 ENEM - Física Soluções - ENEM 2014 Alternativa E: Falsa. Movendo a espira da direita para a esquerda e mantendo o imã parado com a polaridade da figura 6.23, o campo magnético induzido pela corrente, B c, será da direita para esquerda, contrário ao aumento do campo magnético do imã, B i. A Resposta é a Letra A. ENEM 2014, Solução (76). Conforme o enunciado, a radiação que captada pelo detector é a emitida pelo corpo humano. A radiação que é emitida pelo corpo humano vem do calor irradiado por ele. Esta radiação está na faixa do infravermelho. A Resposta é a Letra C. ENEM 2014, Solução (82). Observe a figura Figura 6.25 O movimento do coelho é circular ao redor da Terra. Ele dá uma volta completa antes de acertar o Cebolinha. Para ter o movimento circular, ele precisa de aceleração centrípeta, a cp, que nesse caso é igual à aceleração da gravidade, g = 10 m /s 2. Para ter o movimento circular, não é necessária aceleração tangencial, a t. Além disso, na situação descrita na figura 6.25, não há aceleração tangencial, pois não há forças dissipativas e não há nenhuma força no mesmo sentido do movimento que acelere o coelho. Assim a aceleração tangencial é nula, a t = 0. Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Verdadeira. Alternativa B: Falsa. Na situação descrita na figura 6.25, não há aceleração tangencial, pois não há forças dissipativas e não há nenhuma força no mesmo sentido do movimento que acelere o coelho. Alternativa C: Falsa. Na situação descrita na figura 6.25, não há aceleração tangencial, pois não há forças dissipativas e não há nenhuma força no mesmo sentido do movimento que acelere o coelho. Alternativa D: Falsa. Essa é a aceleração centrípeta, a cp. Alternativa E: Falsa. Essa é a aceleração contrária à centrípeta, a cp. A Resposta é a Letra A. ENEM 2014, Solução (84). As ondas eletromagnéticas que chegam ao aparelho de TV e que resutam na máxima absorção de energia são aquelas que possuem frequência similar a do aparelho. O fenômeno que ocorre é a Ressonância, que é a superposição de ondas com frequências similares e que resulta em aumento de energia. A Resposta é a Letra E. ENEM 2014, Solução (87). O que nos faz Nome 108 Nome

118 ENEM - Física Soluções - ENEM 2014 identificar uma nota musical da outra é a frequência de cada nota. Cada nota vibra numa frequência diferente. A Resposta é a Letra A. ENEM 2014, Solução (90). Observe a figura Figura 6.26 Para ser usada como lente para óculos, a lente deve atender aos seguintes requisitos: O tempo de escurecimento quando exposta à luz solar: Este tempo deve ser o menor possível, logo, segundo a tabela da figura 6.26, só podemos escolher as lentes 1 e 3. O tempo de esmaecimento em ambiente sem forte luz solar: Este tempo deve ser o menor possível, logo, entre as lentes 1 e 3 e segundo a tabela da figura 6.26, a lente 3é a escolhida. O quanto escurece a lente: Segundo a tabela da figura 6.26, a lente 3 permite passar 50% da luz, o que permite ao usuário enxergar. A lente a ser escolhida é a 3. A Resposta é a Letra C. Nome 109 Nome

119 ENEM - Física Soluções - ENEM 2014 Nome 110 Nome

120 CAPÍTULO 7 ENEM - Física ENEM 2015, Questão (49). Um carro solar é um veículo que utiliza apenas a energia solar para a sua locomoção. Tipicamente, o carro contém um painel fotovoltaico que converte a energia do Sol em energia elétrica que, por sua vez, alimenta um motor elétrico. A imagem na figura 7.1 mostra o carro solar Tokai Challenger, desenvolvido na Universidade de Tokai, no Japão, e que venceu o World Solar Challenge de 2009, uma corrida internacional de carros solares, tendo atingido uma velocidade média acima de 100 km /h. seja de 1000 W /m 2, que o carro solar possua massa de 200kg e seja construído de forma que o painel fotovoltaico em seu topo tenha uma área de 9, 0m 2 e rendimento de 30%. Desprezando as forças de resistência do ar, o tempo que esse carro solar levaria, a partir do repouso, para atingir a velocidade de 108 km /h é um valor mais próximo de: (a) 1, 0s. (b) 4, 0s. (c) 10s. (d) 33s. (e) 300s. ENEM 2015, Questão (50). A radiação ultravioleta (UV ) é dividida, de acordo com três faixas de frequência, em UV A, UV B e UV C, conforme a figura 7.2. Figura 7.1 Considere uma região plana onde a insolação (energia solar por unidade de tempo e de área que chega à superfície da Terra) Figura

121 ENEM - Física Para selecionar um filtro solar que apresente absorção máxima na faixa UV B, uma pessoa analisou os espectros de absorção de radiação UV de cinco filtros solares, conforma a figura 7.3. de meio comprimento de onda. A parte refratada do feixe 3 incide na interface óleo/ água e sofre reflexão sem inversão de fase 4. O observador indicado observará aquela região do filme com coloração equivalente à do comprimento de onda que sofre interferência completamente construtiva entre os raios 2 e 5, mas essa condição só é possível para uma espessura mínima da película. Considere que o caminho percorrido em 3 e 4 corresponde ao dobro da espessura E da película de óleo. Figura 7.3 Considere: velocidade da luz = 3, m /s e 1nm = 1, m. O filtro solar que a pessoa deve selecionar é o: (a) V. (b) IV. (c) III. (d) II. (e) I. ENEM 2015, Questão (53). Certos tipos de superfícies na natureza podem refletir luz de forma a gerar um efeito de arco-íris. Essa característica é conhecida como iridescência e ocorre por causa do fenômeno da interferência de película fina. A figura 7.4 ilustra o esquema de uma fina camada iridescente de óleo sobre uma poça d água. Parte do feixe de luz branca incidente 1 reflete na interface ar/óleo e sofre inversão de fase 2, o que equivale a uma mudança Figura 7.4 Em termos do comprimento de onda (λ), a espessura mínima é igual a: (a) λ 4. (b) λ 2. (c) 3λ 4. (d) λ. (e) 2λ. ENEM 2015, Questão (57). O ar atmosférico pode ser utilizado para armazenar o excedente de energia gerada no sistema elétrico, diminuindo seu desperdício, por meio do seguinte processo: água e gás carbônico são inicialmente removidos do ar atmosférico e a massa de ar restante é resfriada até 198 C Presente na proporção Nome 112 Nome

122 ENEM - Física de 78% dessa massa de ar, o nitrogênio gasoso é liquefeito, ocupando um volume 700 vezes menor. A energia excedente do sistema elétrico é utilizada nesse processo, sendo parcialmente recuperada quando o nitrogênio líquido, exposto à temperatura ambiente, entra em ebulição e se expande, fazendo girar turbinas que convertem energia mecânica em energia elétrica. MACHADO, R. Disponível em: Acesso em: 9 set (adaptado). No processo descrito, o excedente de energia elétrica é armazenado pela: (a) expansão do nitrogênio durante a ebulição. (b) absorção de calor pelo nitrogênio durante a ebulição. (c) realização de trabalho sobre o nitrogênio durante a liquefação. (d) retirada de água e gás carbônico da atmosfera antes do resfriamento. (e) liberação de calor do nitrogênio para a vizinhança durante a liquefação. ENEM 2015, Questão (63). Uma pessoa abre sua geladeira, verifica o que há dentro e depois fecha a porta dessa geladeira. Em seguida, ela tenta abrir a geladeira novamente, mas só consegue fazer isso depois de exercer uma força mais intensa do que a habitual. A dificuldade extra em abrir a geladeira ocorre porque o(a): (a) volume de ar dentro da geladeira diminuiu. (b) motor da geladeira está funcionando com potência máxima. (c) força exercida pelo imã fixado na porta da geladeira aumenta. (d) pressão no interior da geladeira está abaixo da pressão externa. (e) temperatura no interior da geladeira é inferior ao valor existente antes de ela ser aberta. ENEM 2015, Questão (64). Uma análise criteriosa do desempenho de Usain Bolt na quebra do recorde mundial dos 100 metros rasos mostrou que, apesar de ser o último dos corredores a reagir ao tiro e iniciar a corrida, seus primeiros 30 metros foram os mais velozes já feitos em um recorde mundial, cruzando essa marca em 3, 78 segundos. Até se colocar com o corpo reto, foram 13 passadas, mostrando sua potência durante a aceleração, o momento mais importante da corrida. Ao final desse percurso, Bolt havia atingido a velocidade máxima de 12 m /s. Disponível em: Acesso em: 5 ago (adaptado). Supondo que a massa desse corredor seja igual a 90kg, o trabalho total realizado nas 13 primeiras passadas é mais próximo de: (a) 5, J. (b) 6, J. (c) 8, J. (d) 1, J. (e) 3, J. ENEM 2015, Questão (65). Uma garrafa térmica tem como função evitar a troca de Nome 113 Nome

123 ENEM - Física calor entre o líquido nela contido e o ambiente, mantendo a temperatura de seu conteúdo constante. Uma forma de orientar os consumidores na compra de uma garrafa térmica seria criar um selo de qualidade, como se faz atualmente para informar o consumo de energia de eletrodomésticos. O selo identificaria cinco categorias e informaria a variação de temperatura do conteúdo da garrafa, depois de decorridas seis horas de seu fechamento, por meio de uma porcentagem do valor inicial da temperatura de equilíbrio do líquido na garrafa. O quadro na figura 7.5 apresenta as categorias e os intervalos de variação percentual da temperatura. Figura 7.5 Para atribuir uma categoria a um modelo de garrafa térmica, são preparadas e misturadas, em uma garrafa, duas amostras de água, uma a 10 C e outra a 40 C, na proporção de um terço de água fria para dois terços de água quente. A garrafa é fechada. Seis horas depois, abre-se a garrafa e mede-se a temperatura da água, obtendo-se 16 C. Qual selo deveria ser posto na garrafa térmica? (d) D. (e) E. ENEM 2015, Questão (68). Um estudante, precisando instalar um computador, um monitor e uma lâmpada em seu quarto, verificou que precisaria fazer a instalação de duas tomadas e um interruptor na rede elétrica. Decidiu esboçar com antecedência o esquema elétrico. O circuito deve ser tal que as tomadas e a lâmpada devem estar submetidas à tensão nominal da rede elétrica e a lâmpada deve poder ser ligada ou desligada por um interruptor sem afetar os outros dispositivos - pensou. Símbolos adotados na figura 7.6: Figura 7.6 (a) A. (b) B. (c) C. Qual dos circuitos esboçados atende às exigências? Nome 114 Nome

124 ENEM - Física (a) k d (do estilingue mais duro ) é o dobro da constante elástica k m mole ). (do estilingue mais A razão entre os alcances D d D m, referentes aos estilingues com borrachas dura e mole respectivamente, é igual a: (a) 1 4. (b) 1 2. (b) (c) 1. (d) 2. (e) 4. (c) (d) (e) Figura 7.7 ENEM 2015, Questão (70). Um garoto foi à loja comprar um estilingue e encontrou dois modelos: um com borracha mais dura e outro com borracha mais mole. O garoto concluiu que o mais adequado seria o que proporcionasse maior alcance horizontal, D, para as mesmas condições de arremesso, quando submetidos à mesma força aplicada. Sabe-se que a constante elástica ENEM 2015, Questão (75). Será que uma miragem ajudou a afundar o Titanic? fenômeno ótico conhecido como Fata Morgana pode fazer com que uma falsa parede de água apareça sobre o horizonte molhado. Quando as condições são favoráveis, a luz refletida pela água fria pode ser desviada por uma camada incomum de ar quente acima, chegando até o observador, vinda de muitos ângulos diferentes. De acordo com estudos de pesquisadores da Universidade de San Diego, uma Fata Morgana pode ter obscurecido os icebergs da visão da tripulação que estava a bordo do Titanic. Dessa forma, a certa distância, o horizonte verdadeira fica encoberto por uma névoa escurecida, que se parece muito com águas calmas no escuro. Disponível em: Acesso em: 6 set (adaptado). O fenômeno ótico que, segundo os pesquisadores, provoca a Fata Morgana é a: (a) ressonância. (b) refração. O Nome 115 Nome

125 ENEM - Física (c) difração. (d) reflexão. (e) difusão. ENEM 2015, Questão (79). As altas temperaturas de combustão e o atrito entre suas peças móveis são alguns dos fatores que provocam o aquecimento dos motores à combustão interna. Para evitar o superaquecimento e consequentes danos a esses motores, foram desenvolvidos os atuais sistemas de refrigeração, em que o fluido arrefecedor com propriedades especiais circula pelo interior do motor, absorvendo o calor que, ao passar pelo radiador, é transferido para a atmosfera. Qual propriedade o fluido arrefecedor deve possuir para cumprir seu objetivo com maior eficiência? (a) Alto calor específico. (b) Alto calor latente de fusão. (c) Baixa condutividade térmica. (d) Baixa temperatura de ebulição. Figura 7.8 Nessa situação, qual foi a massa da barra obtida pelos alunos? (a) 3, 00kg. (b) 3, 75kg. (c) 5, 00kg. (d) 6, 00kg. (e) 15, 00kg. (e) Alto coeficiente de dilatação térmica. ENEM 2015, Questão (82). Em um experimento, um professor levou para a sala de aula um saco de arroz, um pedaço de madeira triangular e uma barra de ferro cilíndrica e homogênea. Ele propôs que fizessem a medição da massa da barra utilizando esses objetos. Para isso, os alunos fizeram marcações na barra, dividindo-a em oito partes iguais, e em seguida apoiaramna sobre a base triangular, com o saco de arroz pendurado em uma de suas extremidades, até atingir a situação de equilíbrio. A experiência está descrita na figura 7.8. ENEM 2015, Questão (85). Entre os anos de 1028 e 1038, Alhazen (Ibn al-haytham; d.c.) escreveu sua principal obra, o Livro da Óptica, que, com base em experimentos, explicava o funcionamento da visão e outros aspectos da ótica, por exemplo, o funcionamento da câmara escura. O livro foi traduzido e incorporado aos conhecimentos científicos ocidentais pelos europeus. Na figura 7.9, retirada dessa obra, é representada a imagem invertida de edificações em um tecido utilizado como anteparo. Nome 116 Nome

126 ENEM - Física (e) altura do som, que possui diferentes frequências para diferentes instrumentos musicais. Figura 7.9 Se fizermos uma analogia entre a ilustração e o olho humano, o tecido corresponde ao(à): ENEM 2015, Questão (88). Para obter a posição de um telefone celular, a polícia baseia-se em informações do tempo de resposta do aparelho em relação às torres de celular da região de onde se originou a ligação. Em uma região, um aparelho está na área de cobertura de cinco torres, conforme o esquema na figura (a) íris. (b) retina. (c) pupila. (d) córnea. (e) cristalino. ENEM 2015, Questão (86). Ao ouvir uma flauta e um piano emitindo a mesma nota musical, consegue-se diferenciar esses instrumentos um do outro. Essa diferenciação se deve principalmente ao(à): (a) intensidade sonora do som de cada instrumento musical. (b) potência sonora do som emitido pelos diferentes instrumentos musicais. (c) diferente velocidade de propagação do som emitido por cada instrumento musical. (d) timbre do som, que faz com que os formatos das ondas de cada instrumento sejam diferentes. Figura 7.10 Considerando que as torres e o celular são puntiformes e que estão sobre um mesmo plano, qual o número mínimo de torres necessárias para se localizar a posição do telefone celular que originou a ligação? (a) Uma. (b) Duas. (c) Três. (d) Quatro. (e) Cinco. Nome 117 Nome

127 ENEM - Física Respostas 7.1. Respostas Vamos converter a velocidade, v, atingida pelo carro de km /h para m /s. Questão (49). D Questão (50). B Questão (53). A Questão (57). C Questão (63). D Questão (64). B Questão (65). D Questão (68). E Questão (70). B Questão (75). B Questão (79). A Questão (82). E Questão (85). B Questão (86). D Questão (88). C v = 108 km h 1000m 1km 1h 3600s = 108 km h 1000m 1 km 1 h 3600s = = 30 m s m 3600 s (7.2.2) A energia cinética, E c, adquirida pelo carro é igual a: 7.2. Soluções - ENEM 2015 ENEM 2015, Solução (49). Observe a figura E c = m v2 2 = = = 90000J (7.2.3) A energia cinética adquirida pelo carro veio da energia solar, E s. Como P = Es / t E s = P t, temos que: E c = E s Figura 7.11 O painel fotovoltaico no topo do carro possui uma área de 9m 2 e rendimento de 30%, logo ele absorve uma potência, P, de: P = 30% 9m W m 2 = m W m 2 = 2700W (7.2.1) = P t = 2700 t t = t = 33, 3s A Resposta é a Letra D. (7.2.4) Nome 118 Nome

128 ENEM - Física Soluções - ENEM 2015 ENEM 2015, Solução (50). Observe as figuras 7.12 e Figura 7.13 Para qualquer onda, temos que: v = λ f λ = v (7.2.5) f Onde v é a velocidade da onda, λ o comprimento e f a frequência. No caso das ondas da radiação ultravioleta, v = c = e as frequências estão na figura Para as radiações UV B, a faixa de frequências são de 9, a 1, , conforme a figura Conforme a figura 7.13, a escolha do filtro solar se baseia nos comprimentos de onda. Assim os comprimentos de onda relativos as ondas UV B são igual a: Figura 7.12 λ 1 = c f 1 λ 1 = , λ 1 = 3, m λ 1 = 3, m λ 1 = 3, m λ 1 = 3, nm λ 1 = 320nm 1nm 10 9 m 1nm 10 9 m (7.2.6) λ 2 = c f 2 λ 2 = , λ 2 = 2, nm m 10 9 m λ 2 = 2, nm m 10 9 m m 1nm 10 9 m λ 2 = 2, nm λ 2 = 290nm (7.2.7) Conforme a figura 7.13, o filtro solar que deve ser escolhido é o IV. A Resposta é a Letra B. ENEM 2015, Solução (53). Observe a fi- Nome 119 Nome

129 ENEM - Física Soluções - ENEM 2015 gura Figura 7.14 Conforme o enunciado, o raio 2 foi refletido com inversão de fase, isto é, com uma diferença entre meio comprimento de onda. Conforme o enunciado, o raio 4 (portanto o raio refratado 5) não sofre inversão de fase e os raios 3 e 4 percorrem uma distância 2E (a diferença entre o espaço percorrido pelas duas ondas), logo, para uma interferência construtiva, temos que: 2E = i λ 2 (7.2.8) Para termos a espessura mínima, i = 1, logo: 2E = 1 λ 2 E = λ 4 A Resposta é a Letra A. (7.2.9) ENEM 2015, Solução (57). A energia excedente gerada pelo sistema elétrico é armazenada no nitrogênio quado ele é resfriado a 198 C. Para resfriar o nitrogênio, a energia excedente realiza trabalho sobre o gás nitrogênio quando este ainda é um gás. Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Falsa. A expansão do nitrogênio durante a ebulição doa a energia anteriormente armazenada na forma de trabalho sobre as turbinas. Alternativa B: Falsa. Durante a ebulição, a expansão do nitrogênio durante a ebulição doa a energia anteriormente armazenada na forma de trabalho sobre as turbinas. Alternativa C: Verdadeira. A energia excedente gerada pelo sistema elétrico é armazenada no nitrogênio quando ele é resfriado a 198 C. Para resfriar o nitrogênio, a energia excedente realiza trabalho sobre o gás nitrogênio quando este ainda é um gás. Alternativa D: Falsa. A retirada de água e gás carbônico não armazena a energia excedente. Alternativa E: Falsa. Durante a liquefação, o nitrogênio absorve calor do ambiente na sua vizinhança. A Resposta é a Letra C. ENEM 2015, Solução (63). A equação dos gases perfeitos (Equação de Clapeyron) é: P V = nrt (7.2.10) Onde P é a pressão do gás, V o volume, n o número de mols, R a constante universal dos gases perfeitos e T a temperatura. Quando a pessoa abre a geladeira, a temperatura do ar dentro da geladeira diminui, devido ao troca de calor com o ambiente externo. Quando a pessoa fecha a geladeira, esta diminuiu a temperatura do ar dentro dela a volume constante. Conforme a equação (7.2.10), temos que: P V = nrt P V nt = R (7.2.11) Nome 120 Nome

130 ENEM - Física Soluções - ENEM 2015 Logo, para diminuir a temperatura (com o volume constante) e manter a equação (7.2.11) constante, a pressão P deve diminuir. atleta, T é igual à variação de energia cinética, logo: T = E c Assim a pressão no interior da geladeira diminui e fica menor do que a do exterior, por isso fica difícil abrir a geladeira após fechá-la. Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Falsa. O volume de ar dentro da geladeira se mantém constante. Alternativa B: Falsa. A pressão no interior da geladeira diminui e fica menor do que a do exterior, por isso fica difícil abrir a geladeira após fechá-la. Alternativa C: Falsa. A pressão no interior da geladeira diminui e fica menor do que a do exterior, por isso fica difícil abrir a geladeira após fechá-la. Alternativa D: Verdadeira. A pressão no interior da geladeira diminui e fica menor do que a do exterior, por isso fica difícil abrir a geladeira após fechá-la. Alternativa E: Falsa. A temperatura da geladeira aumenta quando a pessoa abre a geladeira. A Resposta é a Letra D. ENEM 2015, Solução (64). O atleta Usian Bolt realiza trabalho para obter a energia cinética. Temos que qualquer trabalho T é igual à variação de energia. No caso do T = E c,f E c,i T = mv f 2 2 mv i T = T = 0 2 T = 6480J T = 6, J A Resposta é a Letra B. (7.2.12) ENEM 2015, Solução (65). Observe a figura Figura 7.15 A experiência descrita no enunciado a massa de água m na garrafa térmica a uma certa temperatura t ficará a temperatura de 16 C após seis horas. A massa de água m é composta de uma massa de água 1 /3 em a 10 C (vamos chamála de m 10 C) e de 2 /3 em massa de água a 40 C (vamos chamá-la de m 40 C). Logo após misturadas m 10 C e m 40 C ficam a uma Nome 121 Nome

131 ENEM - Física Soluções - ENEM 2015 certa temperatura t que é igual a: Q 10 C = Q 40 C m 10 C c H2 O t 10 C = m 40 C c H2 O t 40 C m 10 C c H2 O t 10 C = m 40 C c H2 O t 40 C m 3 (t 10) = 2m (40 t) 3 m 2 m (t 10) = (40 t) 3 3 (t 10) = 2 (40 t) t 10 = t t + 2t = A Resposta é a Letra D. ENEM 2015, Solução (68). O ciruito será formado por uma lâmpada, um interruptor e duas tomadas da seguinte forma: O circuito deve ser tal que as tomadas e a lâmpada devem estar submetidas à tensão nominal da rede elétrica e a lâmpada deve poder ser ligada ou desligada por um interruptor sem afetar os outros dispositivos Ou seja, as duas tomadas e a lâmpada devem estar em paralelo, pois sa duas tomadas não devem sofrer a queda de tensão da lâmpada. O conjunto interruptor + lâmpada deve estar em paralelo com as tomadas para que o interruptor esteja atuando somnte sobre a lâmpada. Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: 3t = 90 t = 90 3 t = 30 C (7.2.13) Portanto a porcentagem p do valor inicial da garrafa é igual a: Figura 7.16 Falsa. O interruptor liga e desliga todo o circuito. Alternativa B: p = , 53 0, % (7.2.14) = 53% Conforme o quadro na figura 7.15, o selo a ser colocado é o D. Figura 7.17 Falsa. O interruptor liga e desliga a lâmpada e uma tomada. Nome 122 Nome

132 ENEM - Física Soluções - ENEM 2015 Alternativa C: as mesmas, logo tanto a força F aplicada quanto o deslocamento da borracha x dos dois estilingues são iguais. Além disso o ângulo θ de que é lançada a pedra é igual para os dois. Figura 7.18 A força potencial elástica será convertida em energia cinética, logo: Falsa. O interruptor liga e desliga todo o circuito. Além de haver uma tomada em série com o interruptor. Alternativa D: Figura 7.19 Falsa. O interruptor liga e desliga todo o circuito. Além de as duas tomadas estaraem em série com o interruptor. Alternativa E: E e = E c kx 2 2 = mv2 2 kx 2 2 = mv2 2 kx 2 = mv 2 v 2 = kx2 m Pela Lei de Hooke, temos que: F = kx x = F k (7.2.15) (7.2.16) Substituindo a equação (7.2.16) na equação (7.2.15), temos que: Figura 7.20 Verdadeira. As duas tomadas e o conjunto interruptor + lâmpada estão em paralelo. O interruptor atua somente sobre a lâmpada e as duas tomadas estão submetidas à tensão do circuito. A Resposta é a Letra E. ENEM 2015, Solução (70). Segundo o enunciado, as condições de arremesso são v 2 = k( ) F 2 k m v 2 = k F 2 k 2 m v 2 = k F 2 k 2 m v 2 = F 2 km (7.2.17) Nome 123 Nome

133 ENEM - Física Soluções - ENEM 2015 O alcance D para o lançamento de uma massa m com um ângulo θ é igual a: D = v 2 sen(2θ) g (7.2.18) Onde g é a aceleração da gravidade. O ângulo θ e a distância D estão representados na figura Continuando: D d D m = k m k d D d D m = k m 2k m D d = D m 2 k m k m D d D m = 1 2 A Resposta é a Letra B. (7.2.20) Figura 7.21 Portanto D d /Dm é igual a: D d D m = v2 d D d sen(2θ) g vm 2 sen(2θ) g sen(2θ) = v2 d g D m vm 2 sen(2θ) D d D m = D d D m = D d D m = g F 2 k d m F 2 k mm F 2 k d m F 2 k m m 1 k d 1 k m (7.2.19) ENEM 2015, Solução (75). Os raios de luz vindos da atravessam camadas de ar com diferentes temperaturas, que possuem índices de refração diferentes. Logo o fenômeno que ocorre é a refração. A Resposta é a Letra B. ENEM 2015, Solução (79). O líquido arrefecedor deve retirar o máximo possivel de calor do motor e não entrar em ebulição para evitar de estourar dentro do motor. Para isso ele deve ter alto calor específico. Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Verdadeira. Alternativa B: Falsa. Se o líquido arrefecedor possuir alto calor latente de fusão, quando ele entrar em ebulição ficará muito tempo em ebulição, o que não pode ocorrer. Alternativa C: Falsa. Ele deve possuir alta condutividade térmica para passar o calor para o radiador. Alternativa D: Falsa. O líquido arrefecedor não pode entrar em ebulição, pois pode danificar o motor. Alternativa E: Falsa. O líquido arrefecedor deve ter alto calor específico para não Nome 124 Nome

134 ENEM - Física Soluções - ENEM 2015 entrar em ebulição. A Resposta é a Letra A. ENEM 2015, Solução (82). Observe as figuras 7.22 e Figura 7.22 P, temos que: 50 3l 8 + 3mg 3l 8 16 = 5mg l 8 + 3mg 3 l 8 16 = 5mg mg 16 = 25mg 16 25mg 16 9mg 16 = mg 9mg = mg = l 16 5 l 16 (7.2.21) mg = 150 Figura 7.23 Vamos chamar de m a massa da barra e l o seu comprimento. Na figura 7.23, temos a representação das forças que agem sobre a barra. O ponto P é o ponto de apoio. A distância do ponto A ao ponto P é 3l /8 e a distância do ponto P ao ponto D é 5l /8. Para resolver este problema, consideramos que toda a massa de 3 /8 da barra está concentrada no ponto médio B. Analogamente, toda a massa de 5 /8 da barra está concentrada no ponto médio C. Além disso no ponto A, temos o saco de arroz que pesa 5 g = 5 10 = 50N (g = 10 m /s 2 é a aceleração da gravidade). No ponto B, está a massa de 3m /8 da barra. No ponto C, está a massa de 5m /8 da barra. Para que a barra não gire sobre o ponto m 10 = 150 m = 15kg A Resposta é a Letra E. ENEM 2015, Solução (85). Observe a figura Figura 7.24 Assim com na câmara escura, na retina Nome 125 Nome

135 ENEM - Física Soluções - ENEM 2015 do olho humano é projetada a imagem invertida do obejto. O cérebro interpreta a imagem corretamente. Assim a retina do olho humano é análoga ao tecido utilizado como anteparo. A Resposta é a Letra B. ENEM 2015, Solução (86). A característica do som que permite distinguir uma flauta de um piano que tocam a mesma nota é o timbre da flauta. O que nos permite distinguir uma pessoa da outra pela voz também é o timbre. Vamos analisar cada uma das alternativas. Alternativa A: Falsa. Um som com alta intensidade é um som forte (com muita energia) e um com baixa intensidade é um som fraco (com pouca energia). Alternativa B: Falsa. A potência sonora está relacionada à energia emitida pelo som (um som forte ou fraco). Alternativa C: Falsa. A velocidade do som depende do meio em que ele se propaga. A velocidade do som das notas emitidas pela flauta e pelo piano é igual. Alternativa D: Verdadeira. A característica do som que permite distinguir uma flauta de um piano que tocam a mesma nota é o timbre da flauta. Alternativa E: Falsa. A altura do som se refere ao fato de o som ser agudo ou grave. O som com maior frequência é um som agudo; e o com baixa frequência é um som grave. As notas emitidas pela flauta e pelo piano podem ter a mesma altura e ainda assim conseguiremos diferenciar uma da outra pelo timbre. A Resposta é a Letra D. ENEM 2015, Solução (88). Observe a figura Figura 7.25 Conforme a figura 7.26, com apenas uma torre, conseguimos identificar a distância do celular àquela torre. O celular pode estar em qualquer um dos infinitos pontos da circunferência da figura Figura 7.26 Conforme a figura 7.27, com duas torres, conseguimos identificar 2 pontos possíveis onde pode estar o celular (nos pontos A e B da figura 7.27). Nome 126 Nome

136 ENEM - Física Soluções - ENEM 2015 Figura 7.27 Conforme a figura 7.28, com três torres, conseguimos identificar o ponto onde está o celular (no ponto A da figura 7.28). Figura 7.28 São necessárias três torres para identificar onde está o celular. A Resposta é a Letra C. Nome 127 Nome