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ENEM                          -   Física
corrigido e comentado
   1998 até 2008




  Professor   Rodrigo Penna
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    ÍNDICE – 101 questões do ENEM relacionadas à Física



ENEM 1998 – 12 que...
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                                COMENTÁRIOS
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                           ENEM 1998 – 12 questõ...
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(A)   30 cm
(B)   45 cm
(C)   50 cm
(D)   80 cm...
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3. (ENEM/1998) (CF-C3-H8) Na figura abaixo está esquematizado ...
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12. A tabela a seguir registra a pressão atmosfé...
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               A pressão diminui com a...
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      Creio que esta é uma questão mais para sa...
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      Novamente no mapa, podemos marcar as so...
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       Olhando a sombra, vemos que a única cidade que se en...
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6. Se, por economia, abaixarmos o fogo sob uma panela...
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8. Lâmpadas incandescentes são normalmente projeta...
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Texto para a próxima questão
Se compararmos a ...
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10. De acordo com o diagrama, a humanidade aprovei...
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12. No diagrama estão representadas as duas modali...
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      Veja que nada menos do que 30 + 40 = 70...
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São feitas as seguintes afirmações quanto ...
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De acordo com essa representação e com os dados da tab...
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5. O esquema abaixo mostra, em termos de potê...
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6. A figura abaixo mostra um eclipse solar no instant...
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A partir desses dados, o técnico pôde concluir que estavam com ...
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5. A refrigeração e o congelamento de alim...
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6. A padronização insuficiente e a ausência de contr...
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       Nos manuais que acompanham os televisores é c...
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(B) da reflexão da luz do árabe Alhazen.
(C)...
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      Se o fio é mais fino, a Resistência é maio...
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 7. Um grupo de pescadores pretende
 passar u...
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8. As cidades de Quito e Cingapura encontram-se próximas à...
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Traz todas as questões relacionadas à Física do ENEM, desde seu lançamento, em 1998, até 2008, último ano do formato antigo. As questões estão "lincadas" a outras páginas, como mais informações sobre o assunto tratado. Ela também está disponível ainda no meu site, o Física no Vestibular (por enquanto). Todo o conteúdo vinculado a este arquivo está descrito, organizado e lincado no nosso blog:
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  1. 1. ENEM - Física corrigido e comentado 1998 até 2008 Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br
  2. 2. © Professor Rodrigo Penna - 2006 2 ÍNDICE – 101 questões do ENEM relacionadas à Física ENEM 1998 – 12 questões 4  ENEM 1999 – 13 questões 14  ENEM 2000 – 7 questões 25  ENEM 2001 – 9 questões 31  ENEM 2002 – 9 questões 38  ENEM 2003 – 7 questões 45  ENEM 2004 – 9 questões 51  ENEM 2005 – 6 questões 57  ENEM 2006 – 13 questões 62  ENEM 2007 – 9 questões 73  ENEM 2008 – 12 questões 82  www.fisicanovestibular.com.br
  3. 3. © Professor Rodrigo Penna - 2006 3 COMENTÁRIOS As provas do ENEM, a meu ver, são imprevisíveis! Não seguem exatamente um programa de Física tradicional, porém as chamadas habilidades e competências, cuja matriz o MEC divulgou recentemente para o ENEM 2009. Link para a matriz: http://www.fisicanovestibular.xpg.com.br/noticias/matriz_novoenem.pdf?option=com_docman&task=doc _download&gid=841&Itemid= . Talvez pela falta de costume em se trabalhar com elas o aluno sinta mais dificuldade. Neste caso, recomendo pelo menos uma olhada numa apresentação que fiz, a este respeito: http://www.fisicanovestibular.xpg.com.br/noticias/novo_enem_fisica.pps . A forma como classifiquei as questões como sendo de Física é relativa. Na verdade, algumas são obviamente relacionadas, outras nem tanto. Porém, corrigi aquelas que achei interessantes, ainda que não possam ser chamadas de questões sobre Física, da maneira tradicional de se pensar. Pelo mesmo parâmetro, a média de cada ano é trazer 9 questões relacionadas à Física. Claramente se destaca no que tange à Física, a ENERGIA, SOBRE TODOS OS SEUS ASPECTOS E NUANÇAS! Dentro deste tema, a questão Nuclear veio cobrada de alguma forma em 2003, 2006, 2007 (meia-vida) e 2008. Bem como energias alternativas, como o gás natural, álcool e biodiesel. Noções básicas de Astronomia, às vezes até pontos cardeais, aparecerem em 1999, 2000, 2006 e 2008. Podem voltar, ou pelo menos demonstra uma tendência por este assunto. As próprias questões do ENEM são as melhores dicas de como o conteúdo é cobrado. Então, mãos a obra! Estude! E se dê bem! Rodrigo Penna (09/12/2006) www.fisicanovestibular.com.br
  4. 4. © Professor Rodrigo Penna – 2006 – ENEM 1998 4 ENEM 1998 – 12 questões 1. (ENEM/1998) (SP-C6-H20) Um portão está fixo em um muro por duas dobradiças A e B, conforme mostra a figura, sendo P o peso do portão. A B Caso um garoto se dependure no portão pela extremidade livre, e supondo que as reações máximas suportadas pelas dobradiças sejam iguais, (A) é mais provável que a dobradiça A arrebente primeiro que a B. (B) é mais provável que a dobradiça B arrebente primeiro que a A. (C) seguramente as dobradiças A e B arrebentarão simultaneamente. (D) nenhuma delas sofrerá qualquer esforço. (E) o portão quebraria ao meio, ou nada sofreria. CORREÇÃO Questão de análise relativamente complexa, sobre Momento de Uma Força, ou Torque. Tracei na figura o peso P do portão, no Centro de Gravidade (meio), e o do menino na extremidade direita da figura. O Torque é dado por: T = F.d.senθ, onde F é a força, d a distância até o apoio e θ o ângulo formado entre F e d. Mas pode-se interpretar Fsenθ como a componente da força perpendicular à distância até o apoio d, ou dsenθ o chamado “braço de alavanca”, ou a distância perpendicular do apoio até a linha de ação da força, que tracejei de vermelho. Veja a figura: Os braços de alavancas são iguais em comprimento para as duas dobradiças, e assim o Torque provocado pelos pesos é o mesmo, medido em relação a A ou a B. Assim, argumentar pelo módulo do Torque não fará diferença! E o sentido do Torque, nos dois casos, é o horário. Observe então que ao girar sob a ação do peso do menino, o portão tende a se apoiar embaixo, que destaquei com um círculo preto, mais distante de A. Isto fará a diferença! Como num pé-de-cabra, o portão sob o peso do menino tende a arrancar as dobradiças da parede ao girar no sentido horário, e neste caso a A deve arrebentar, saindo da parede, primeiro. Porque a dobradiça A será forçada para fora da parede, enquanto a B, num primeiro momento servindo como apoio do giro horário, será forçada para dentro! Como eu disse, achei a análise bem complexa! Algumas poucas pessoas têm uma visão Física mais intuitiva das coisas, e talvez acertem com mais facilidade e sem tanta discussão teórica. OPÇÃO: A. 2. (ENEM/1998) (CF-C5-H17) A sombra de uma pessoa que tem 1,80 m de altura mede 60 cm. No mesmo momento, a seu lado, a sombra projetada de um poste mede 2,00 m. Se, mais tarde, a sombra do poste diminuiu 50 cm, a sombra da pessoa passou a medir: www.fisicanovestibular.com.br
  5. 5. © Professor Rodrigo Penna – 2006 – ENEM 1998 5 (A) 30 cm (B) 45 cm (C) 50 cm (D) 80 cm (E) 90 cm CORREÇÃO Questão bem mais tradicional, que mescla uma noção básica de ÓPTICA, a SOMBRA, e Geometria, Semelhança de Triângulos. Como sempre, melhor desenhar um esquema: Veja: quando bate o sol, a sombra (cinza) é formada e triângulos semelhantes surgem, já que os raios de luz chegam praticamente paralelos. Por semelhança, simples: a altura do poste está para a altura do homem assim como a sombra do poste está para a do homem. Passei todas as unidades para metro! X 2 = ⇒ X ( AlturaPoste) = 6m As alturas do poste e do homem permanecem à 1,8 0,6 medida que sol se move, e a sombra do poste diminui 50 cm, indo para 1,5m. Nova semelhança: a nova sombra do homem está para a do poste assim como a altura do homem está para a altura do poste: Y 1,8 = ⇒ Y ( AlturaHomem) = 0,45m = 45cm Faz-se até de cabeça, também 1,5 6 simples, quando se compreende a semelhança: se a sombra do poste se reduziu ¼ , de 2m para 1,5m, a sombra do homem também se reduz ¼, seguindo a mesma proporção, indo de 60 para 45 cm. OPÇÃO: B. www.fisicanovestibular.com.br
  6. 6. © Professor Rodrigo Penna – 2006 – ENEM 1998 6 3. (ENEM/1998) (CF-C3-H8) Na figura abaixo está esquematizado um tipo de usina utilizada na geração de eletricidade. Água Gerador h Torre de transmissão Turbina Analisando o esquema, é possível identificar que se trata de uma usina: (A) hidrelétrica, porque a água corrente baixa a temperatura da turbina. (B) hidrelétrica, porque a usina faz uso da energia cinética da água. (C) termoelétrica, porque no movimento das turbinas ocorre aquecimento. (D) eólica, porque a turbina é movida pelo movimento da água. (E) nuclear, porque a energia é obtida do núcleo das moléculas de água. CORREÇÃO Também simples a questão, embora já necessite de um conhecimento acadêmico: o nome dado pela Física a um tipo de Energia. Mas uma parte é de conhecimento geral: água caindo de uma altura h, movendo a turbina, trata-se de uma usina HIDRELÉTRICA, aliás, a mais utilizada no Brasil. A energia do movimento da água, que é convertida em energia elétrica, é chamada CINÉTICA. OPÇÃO: B. 4. (ENEM/1998) (DL-C3-H8) A eficiência de uma usina, do tipo da representada na figura da questão anterior, é da ordem de 0,9, ou seja, 90% da energia da água no início do processo se transforma em energia elétrica. A usina Ji-Paraná, do Estado de Rondônia, tem potência instalada de 512 Milhões de Watt, e a barragem tem altura de aproximadamente 120m. A vazão do rio Ji-Paraná, em litros de água por segundo, deve ser da ordem de: (A) 50 (B) 500 (C) 5.000 (D) 50.000 (E) 500.000 CORREÇÃO Agora a pergunta já é mais complexa, e envolve conhecimento qualitativo e também quantitativo: fórmula e conta! Traduzindo a estória e o tratando dos fenômenos: a água cai, sua Energia Potencial Gravitacional se converte em Cinética, e 90% desta energia Cinética é convertida em Elétrica! Duas fórmulas: E = mgh , onde E G é energia gravitacional(J), m é massa (kg), g G a E gravidade ( 2 ) e h altura(m). P = m , P é Potência(W), E a energia(J) e t o tempo(s). Substituindo: s t www.fisicanovestibular.com.br
  7. 7. © Professor Rodrigo Penna – 2006 – ENEM 1998 7 6 90%.E 0,9.mgh P.t 512.10 .1 P= = ⇒m= = = 4,74.10 Kg 5 t t 0,9.g .h 0,9.10.120 Note que transformamos os milhões em 10 6, levamos em conta os 90% e usamos o tempo de 1s, porque se pede a vazão em litros por segundo! Uma última lembrança é de que a densidade da água é igual a 1 g/ cm 3. 1 litro de água pura tem massa de 1 kg! O que nos leva a algo da ordem de 500.000 litros por segundo! OPÇÃO: E. 5. (ENEM/1998) (SP-C3-H8) No processo de obtenção de eletricidade, ocorrem várias transformações de energia. Considere duas delas: I. cinética em elétrica II. potencial gravitacional em cinética Analisando o esquema, é possível identificar que elas se encontram, respectivamente, entre: (A) I- a água no nível h e a turbina, II- o gerador e a torre de distribuição. (B) I- a água no nível h e a turbina, II- a turbina e o gerador. (C) I- a turbina e o gerador, II- a turbina e o gerador. (D) I- a turbina e o gerador, II- a água no nível h e a turbina. (E) I- o gerador e a torre de distribuição, II- a água no nível h e a turbina. CORREÇÃO Consideremos apenas as conversões de energia: transformação de Energia Cinética, do movimento da água, em Elétrica, ocorre entre a turbina, na qual a água passa em movimento, e a eletricidade sai, na outra ponta; já Potencial Gravitacional em Cinética ocorre na queda d’água, entre a água no nível h e a turbina. OPÇÃO: D. 6. As bicicletas possuem uma corrente que liga uma coroa dentada dianteira, movimentada pelos pedais, a uma coroa localizada no eixo da roda traseira, como mostra a figura. O número de voltas dadas pela roda traseira a cada pedalada depende do tamanho relativo destas coroas. Em que opção abaixo a roda traseira dá o maior número de voltas por pedalada? www.fisicanovestibular.com.br
  8. 8. © Professor Rodrigo Penna – 2006 – ENEM 1998 8 (A) (B) (C) (D) (E) CORREÇÃO Outra de conhecimento geral e bom senso, para qualquer pessoa que já andou numa bicicleta de marchas: quanto maior a coroa, no pedal, e menor a catraca, na roda, mais voltas a roda dá, e mais pesado o pedal fica, também! Quando se pedala e a corrente se move nas engrenagens, entrando na engrenagem do pedal um dente tem que ter saído da engrenagem da roda um dente também, ou a corrente se rompe! Quanto menos dentes a engrenagem da roda tiver, uma volta será completa com um menor deslocamento da corrente. Por outro lado, quanto mais dentes a engrenagem dos pedais tiver, mais rápido ela “come” (puxa) a corrente. Assim, para andar mais rápido, o ideal é coroa grande e catraca pequena! Escolhemos no visual. Fácil... OPÇÃO: A. 7. Quando se dá uma pedalada na bicicleta ao lado (isto é, quando a coroa acionada pelos pedais dá uma volta completa), qual é a distância aproximada percorrida pela bicicleta, sabendo-se que o comprimento de um círculo de raio R é igual a 2πR, onde π ≈ 3? (A) 1,2 m (B) 2,4 m (C) 7,2 m (D)14,4 m (E) 48,0 m 80cmcm 10 cm 0 30 cm CORREÇÃO Podemos embrenhar pela Física do Movimento Circular, porém vou resolver pela geometria mais básica, o comprimento de uma circunferência, cuja fórmula foi dada! Ao dar uma volta tocada pelos www.fisicanovestibular.com.br
  9. 9. © Professor Rodrigo Penna – 2006 – ENEM 1998 9 pedais, o comprimento de corrente movido pela engrenagem será C = 2.π.R = 2.3.15cm=90 cm. Usei o Raio = 15 cm, mas poderia usar o diâmetro, dado na figura igual a 30 cm, também... Já o comprimento da engrenagem traseira é: C = 2.π.R = 2.3. 5cm=30cm. Como a corrente se move 90 cm e a cada volta a engrenagem traseira corresponde a um comprimento de apenas 30 cm, a roda traseira dá 90 ÷ 3 = 3 voltas! Finalmente, a roda está ligada e gira junto com a engrenagem traseira. Seu comprimento é: C = 2.π.R = 2.3. 40cm=240cm, vezes 3 voltas = 720cm = 7,2m! OPÇÃO: C. 8. Com relação ao funcionamento de uma bicicleta de marchas, onde cada marcha é uma combinação de uma das coroas dianteiras com uma das coroas traseiras, são formuladas as seguintes afirmativas: I. numa bicicleta que tenha duas coroas dianteiras e cinco traseiras, temos um total de dez marchas possíveis onde cada marcha representa a associação de uma das coroas dianteiras com uma das traseiras. II. em alta velocidade, convém acionar a coroa dianteira de maior raio com a coroa traseira de maior raio também. III. em uma subida íngreme, convém acionar a coroa dianteira de menor raio e a coroa traseira de maior raio. Entre as afirmações acima, estão corretas: (A) I e III apenas. (B) I, II e III. (C) I e II apenas. (D) II apenas. (E) III apenas. CORREÇÃO A primeira alternativa é Matemática: claro que com duas catracas e 5 coroas, são 2 X 5 = 10 marchas! Certo. A opção II já foi bem comentada nas questões anteriores. Alta velocidade ⇒ maior coroa (na frente) e menor catraca (atrás)! Não maior com maior! Errado Já na subida, para cansar menos, melhor ir devagar, com a menor coroa e a maior catraca. Concordo! Só para baixo que todo santo ajuda! OPÇÃO: A. 9. Seguem abaixo alguns trechos de uma matéria da revista “Superinteressante”, que descreve hábitos de um morador de Barcelona (Espanha), relacionando-os com o consumo de energia e efeitos sobre o ambiente. I. “Apenas no banho matinal, por exemplo, um cidadão utiliza cerca de 50 litros de água, que depois terá que ser tratada. Além disso, a água é aquecida consumindo 1,5 quilowatt-hora (cerca de 1,3 milhões de calorias), e para gerar essa energia foi preciso perturbar o ambiente de alguma maneira....” II. “Na hora de ir para o trabalho, o percurso médio dos moradores de Barcelona mostra que o carro libera 90 gramas do venenoso monóxido de carbono e 25 gramas de óxidos de nitrogênio... Ao mesmo tempo, o carro consome combustível equivalente a 8,9 kwh.” www.fisicanovestibular.com.br
  10. 10. © Professor Rodrigo Penna – 2006 – ENEM 1998 10 III. “Na hora de recolher o lixo doméstico... quase 1 kg por dia. Em cada quilo há aproximadamente 240 gramas de papel, papelão e embalagens; 80 gramas de plástico; 55 gramas de metal; 40 gramas de material biodegradável e 80 gramas de vidro.” (Também) com relação ao trecho I, supondo a existência de um chuveiro elétrico, pode-se afirmar que: (A) a energia usada para aquecer o chuveiro é de origem química, transformando-se em energia elétrica. (B) a energia elétrica é transformada no chuveiro em energia mecânica e, posteriormente, em energia térmica. (C) o aquecimento da água deve-se à resistência do chuveiro, onde a energia elétrica é transformada em energia térmica. (D) a energia térmica consumida nesse banho é posteriormente transformada em energia elétrica. (E) como a geração da energia perturba o ambiente, pode-se concluir que sua fonte é algum derivado do petróleo. CORREÇÃO Temos uma cobrança de um tema já referido: transformação de energia. É de conhecimento geral saber que chuveiro tem resistência. Faz parte do programa da Física saber que na Resistência Elétrica do chuveiro a corrente provoca um fenômeno chamado Efeito Joule, que converte Energia Elétrica em Calor! Fácil... OPÇÃO: C. 10. Em uma prova de 100 m rasos, o desempenho típico de um corredor padrão é representado pelo gráfico a seguir: 12 10 Velocidade (m/s) 8 6 4 2 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Tempo (s) Baseado no gráfico, em que intervalo de tempo a velocidade do corredor é aproximadamente constante? (A) Entre 0 e 1 segundo. (B) Entre 1 e 5 segundos. (C) Entre 5 e 8 segundos. (D) Entre 8 e 11 segundos. (E) Entre 12 e 15 segundos. www.fisicanovestibular.com.br
  11. 11. © Professor Rodrigo Penna – 2006 – ENEM 1998 11 CORREÇÃO Velocidade constante quer dizer que não sobe nem desce! Olhando, no visual mesmo, o gráfico que mostra exatamente a velocidade, vemos que ela é constante entre 5s e 8s, não só constante, mas também a maior atingida! Fácil... OPÇÃO: C. 11. Em que intervalo de tempo o corredor apresenta aceleração máxima? (A) Entre 0 e 1 segundo. (B) Entre 1 e 5 segundos. (C) Entre 5 e 8 segundos. (D) Entre 8 e 11 segundos. (E) Entre 9 e 15 segundos. CORREÇÃO Esta já é uma pergunta que confunde mais, pois muitos saem da escola sem diferenciar Velocidade de Aceleração. A Aceleração mede as mudanças na Velocidade com o tempo, e temos que olhar no gráfico quando a velocidade muda mais rápido! Ainda no visual, claramente a maior mudança se dá no início da prova, quando a velocidade vai de zero a 6 m/s em apenas 1s! Para quem quer se lembrar de mais detalhes, é importante saber que a aceleração é dada pela inclinação da reta tangente ao gráfico. Observe: Costumo ensinar a meus alunos um jeito que acho super simples: acompanhe o gráfico com um lápis. Onde estiver mais inclinado, a aceleração é maior! Aliás, no último ponto a reta nem está inclinada, pois a velocidade é constante, e a aceleração é nula! OPÇÃO: A. www.fisicanovestibular.com.br
  12. 12. © Professor Rodrigo Penna – 2006 – ENEM 1998 12 12. A tabela a seguir registra a pressão atmosférica em diferentes altitudes, e o gráfico relaciona a pressão de vapor da água em função da temperatura: Altitude (km) Pressão atmosférica (mm Hg) 0 760 1 600 2 480 4 300 6 170 8 120 10 100 800 Pressão de vapor da água em mmHg 700 600 500 400 300 200 100 0 0 20 40 60 80 100 120 Temperatura Um líquido, num frasco aberto, entra em ebulição a partir do momento em que a sua pressão de vapor se iguala à pressão atmosférica. Assinale a opção correta, considerando a tabela, o gráfico e os dados apresentados, sobre as seguintes cidades: Natal (RN) nível do mar. Campos do Jordão altitude 1628m. (SP) Pico da Neblina altitude 3014 m. (RR) A temperatura de ebulição será: (A) maior em Campos do Jordão. (B) menor em Natal. (C) menor no Pico da Neblina. (D) igual em Campos do Jordão e Natal. (E) não dependerá da altitude. CORREÇÃO Pensei em deixar esta questão como de Química, mas a Física também estuda a Mudança de Fase. Assim, fica sendo a última questão que corrijo desta prova. Bom, pressão atmosférica é “o peso do ar sobre nossas cabeças”, vulgarmente! Quanto mais alto, menos ar sobre nossa cabeça! Ilustração: www.fisicanovestibular.com.br
  13. 13. © Professor Rodrigo Penna – 2006 – ENEM 1998 13 A pressão diminui com a altura e fica mais fácil à água espalhar, pois quando passa de líquido para gás as moléculas se afastam. Assim, maior altitude, menor temperatura de ebulição! As tabelas mostram isto... A água ferve mais fácil no Pico da Neblina e mais difícil em Natal! OPÇÃO: C. www.fisicanovestibular.com.br
  14. 14. © Professor Rodrigo Penna – 2006 – ENEM 1999 14 ENEM 1999 – 13 questões 1. A gasolina é vendida por litro, mas em sua utilização como combustível, a massa é o que importa. Um aumento da temperatura do ambiente leva a um aumento no volume da gasolina. Para diminuir os efeitos práticos dessa variação, os tanques dos postos de gasolina são subterrâneos. Se os tanques não fossem subterrâneos: I. Você levaria vantagem ao abastecer o carro na hora mais quente do dia, pois estaria comprando mais massa por litro de combustível. II. Abastecendo com a temperatura mais baixa, você estaria comprando mais massa de combustível para cada litro. III. Se a gasolina fosse vendida por kg em vez de por litro, o problema comercial decorrente da dilatação da gasolina estaria resolvido. Destas considerações, somente (A) I é correta. (B) II é correta. (C) III é correta. (D) I e II são corretas. (E) II e III são corretas. CORREÇÃO Problema interessante: eu mesmo costumo propor algo parecido em sala, todo ano. Quando a gasolina se aquece, ela dilata, aumenta de tamanho. Mas, sua massa permanece a mesma! Assim, sua densidade diminui. Logo, a tendência é levar desvantagem, já que no abastecimento o posto mede o volume (litros) com a temperatura mais alta. Pagar mais por uma massa menor de gasolina. Em temperatura baixa, a tendência é inversa, levar vantagem. Uma questão de lógica levaria o aluno a perceber que as alternativas um e dois são excludentes: se uma estiver certa, a outra necessariamente estará errada! Elimina a opção D. Mas, de fato, II é certo. III também é correto: a velha estória, 1 kg de chumbo pesa a mesma coisa que 1 kg de algodão, embora muita gente não acredite quando vê os dois, ao vivo... OPÇÃO: E. 2. O alumínio se funde a 666oC e é obtido à custa de energia elétrica, por eletrólise – transformação realizada a partir do óxido de alumínio a cerca de 1 000oC. A produção brasileira de alumínio, no ano de 1985, foi da ordem de 550 000 toneladas, tendo sido consumidos cerca de 20kWh de energia elétrica por quilograma do metal. Nesse mesmo ano, estimou-se a produção de resíduos sólidos urbanos brasileiros formados por metais ferrosos e não-ferrosos em 3 700 t/dia, das quais 1,5% estima-se corresponder ao alumínio. ([Dados adaptados de] FIGUEIREDO, P. J. M. A sociedade do lixo: resíduos, a questão energética e a crise ambiental. Piracicaba: UNIMEP, 1994) Suponha que uma residência tenha objetos de alumínio em uso cuja massa total seja de 10 kg (panelas, janelas, latas etc.). O consumo de energia elétrica mensal dessa residência é de 100kWh. Sendo assim, na produção desses objetos utilizou-se uma quantidade de energia elétrica que poderia abastecer essa residência por um período de (A) 1 mês. (B) 2 meses. (C) 3 meses. (D) 4 meses. (E) 5 meses. CORREÇÃO www.fisicanovestibular.com.br
  15. 15. © Professor Rodrigo Penna – 2006 – ENEM 1999 15 Creio que esta é uma questão mais para saber se o estudante sabe ler e interpretar o que lê do que de Física! É facílima, apesar da “encheção de lingüiça”! Veja os dados: 20kWh de energia elétrica por quilograma do metal; massa total seja de 10 kg; consumo de energia elétrica mensal dessa residência é de 100kWh. Noção de proporção, das mais simples: 20KWh/Kg, então, 10Kg⇒10 X 20 = 200KWh! Iguala o consumo da residência em 2 meses! E pronto... OPÇÃO: B. 3. Nas figuras abaixo, estão representadas as sombras projetadas pelas varetas nas três cidades, no mesmo instante, ao meio-dia. A linha pontilhada indica a direção Norte-Sul. Levando-se em conta a localização destas três cidades no mapa, podemos afirmar que os comprimentos das sombras serão tanto maiores quanto maior for o afastamento da cidade em relação ao (A) litoral. (B) Equador. (C) nível do mar. (D) Trópico de Capricórnio. (E) Meridiano de Greenwich. www.fisicanovestibular.com.br
  16. 16. © Professor Rodrigo Penna – 2006 – ENEM 1999 16 CORREÇÃO Esta é um misto de Geografia e Física. As estações são causadas porque o eixo de rotação da Terra é inclinado em relação ao plano de translação em torno do Sol. 1º dia de Inverno no Hemisfério Sul significa que o sol está batendo firme no Hemisfério Norte. Veja este efeito sobre uma sombra: Quanto mais a vareta se afasta do ponto onde o sol incide perpendicularmente, a 90º, maior a sombra fica. O sol estará a 90º no Hemisfério norte, pois lá é verão, segundo a proposta da questão. Logo, quanto mais ao Sul, maior a sombra. É o que se vê pelas figuras do problema! Marquemos no mapa as cidades citadas... Pelas sombras, confirmamos: mais ao Sul, maior comprimento. Já não tem nada a ver com a proximidade do mar, estar ou não no litoral. Nem com Greenwich, que é um marco para horário. Pelas opções, mais ao Sul vai significar mais afastado do Equador. OPÇÃO: B. 4. Pelos resultados da experiência, num mesmo instante, em Recife a sombra se projeta à direita e nas outras duas cidades à esquerda da linha pontilhada na cartolina. É razoável, então, afirmar que existe uma localidade em que a sombra deverá estar bem mais próxima da linha pontilhada, em vias de passar de um lado para o outro. Em que localidade, dentre as listadas abaixo, seria mais provável que isso ocorresse? (A) Natal. (B) Manaus. (C) Cuiabá. (D) Brasília. (E) Boa Vista. CORREÇÃO Esquerda ou direita, as sombras marcam o posicionamento do Sol! www.fisicanovestibular.com.br
  17. 17. © Professor Rodrigo Penna – 2006 – ENEM 1999 17 Novamente no mapa, podemos marcar as sombras e as opções de cidades que a questão oferece para tentarmos ver o que está acontecendo, e qual deve ser a posição do sol para formar as imagens daquelas sombras fornecidas como dados. A partir daí, escolhemos a opção correta. Vejamos então... www.fisicanovestibular.com.br
  18. 18. © Professor Rodrigo Penna – 2006 – ENEM 1999 18 Olhando a sombra, vemos que a única cidade que se encontra na provável posição é Brasília, sem outras opções como Belo Horizonte, que deixariam margem a dúvida! OPÇÃO: D. 5. A panela de pressão permite que os alimentos sejam cozidos em água muito mais rapidamente do que em panelas convencionais. Sua tampa possui uma borracha de vedação que não deixa o vapor escapar, a não ser através de um orifício central sobre o qual assenta um peso que controla a pressão. Quando em uso, desenvolve-se uma pressão elevada no seu interior. Para a sua operação segura, é necessário observar a limpeza do orifício central e a existência de uma válvula de segurança, normalmente situada na tampa. O esquema da panela de pressão e um diagrama de fase da água são apresentados abaixo. A vantagem do uso de panela de pressão é a rapidez para o cozimento de alimentos e isto se deve (A) à pressão no seu interior, que é igual à pressão externa. (B) à temperatura de seu interior, que está acima da temperatura de ebulição da água no local. (C) à quantidade de calor adicional que é transferida à panela. (D) à quantidade de vapor que está sendo liberada pela válvula. (E) à espessura da sua parede, que é maior que a das panelas comuns. CORREÇÃO Já comentamos, numa questão sobre montanhas e o litoral, a influência da pressão na mudança de fase! Simplesmente, sob a pressão que a panela produz, a água ferve a uma temperatura maior, e como está mais quente, cozinha mais rápido os alimentos ali dentro. Podemos ver isto no gráfico: quando aumenta a pressão, a temperatura de ebulição aumenta! Destaquei dois pontos em vermelho para mostrar isto. Gostaria também de comentar algumas opções... Na A, se a pressão fosse igual na panela, não faria diferença alguma, e este tipo de panela não teria sentido! Na C, o calor vem da chama, que é a mesma, em qualquer panela... O segredo é a temperatura no interior da panela, que é maior que a temperatura de ebulição da água numa panela aberta comum! Sempre comento esta questão em sala, e ela é bem “manjada”... OPÇÃO: B. www.fisicanovestibular.com.br
  19. 19. © Professor Rodrigo Penna – 2006 – ENEM 1999 19 6. Se, por economia, abaixarmos o fogo sob uma panela de pressão logo que se inicia a saída de vapor pela válvula, de forma simplesmente a manter a fervura, o tempo de cozimento (A) será maior porque a panela “esfria”. (B) será menor, pois diminui a perda de água. (C) será maior, pois a pressão diminui. (D) será maior, pois a evaporação diminui. (E) não será alterado, pois a temperatura não varia. CORREÇÃO Aí já é conhecimento comum, básico, de sala de aula: durante a mudança de fase a temperatura permanece constante! Logo, após a água ferver, dentro da panela, e começar a sair vapor pela válvula, abaixar o fogo, desde que a pressão do vapor não caia como numa panela bem vedada, não altera o tempo de cozimento, pois a temperatura será a mesma... Mesmo cozinhando em panelas comuns e abertas, depois que a água ferve, podemos abaixar o fogo, pois a temperatura sendo a mesma não irá alterar o tempo de cozimento. Lembrando que isto é uma aproximação já que água da torneira não é uma substância pura! Na prática, a temperatura varia sim, um pouco. OPÇÃO: E. 7. A tabela a seguir apresenta alguns exemplos de processos, fenômenos ou objetos em que ocorrem transformações de energia. Nessa tabela, aparecem as direções de transformação de energia. Por exemplo, o termopar é um dispositivo onde energia térmica se transforma em energia elétrica. Dentre os processos indicados na tabela, ocorre conservação de energia (A) em todos os processos. (B) somente nos processos que envolvem transformações de energia sem dissipação de calor. (C) somente nos processos que envolvem transformações de energia mecânica. (D) somente nos processos que não envolvem energia química. (E) somente nos processos que não envolvem nem energia química nem energia térmica. CORREÇÃO Este é um dos princípios mais básicos da Física, e da Ciência: A ENERGIA TOTAL SE CONSERVA, SEMPRE! Durante o estudo sobre Trabalho e Energia Mecânica, alguns alunos “cismam” que a Energia se conserva só às vezes, mas não! A total se conserva sempre, e a Mecânica sob determinadas condições... Bom citar a frase famosa, de Lavoisier: nada se perde, nada se cria, tudo se transforma! Com a energia é assim, ela apenas se transforma de um tipo em outro, se conservando sempre! OPÇÃO: A. www.fisicanovestibular.com.br
  20. 20. © Professor Rodrigo Penna – 2006 – ENEM 1999 20 8. Lâmpadas incandescentes são normalmente projetadas para trabalhar com a tensão da rede elétrica em que serão ligadas. Em 1997, contudo, lâmpadas projetadas para funcionar com 127V foram retiradas do mercado e, em seu lugar, colocaram-se lâmpadas concebidas para uma tensão de 120V. Segundo dados recentes, essa substituição representou uma mudança significativa no consumo de energia elétrica para cerca de 80 milhões de brasileiros que residem nas regiões em que a tensão da rede é de 127V. A tabela abaixo apresenta algumas características de duas lâmpadas de 60W, projetadas respectivamente para 127V (antiga) e 120V (nova), quando ambas encontram-se ligadas numa rede de 127V. Acender uma lâmpada de 60W e 120V em um local onde a tensão na tomada é de 127V, comparativamente a uma lâmpada de 60W e 127V no mesmo local tem como resultado: (A) mesma potência, maior intensidade de luz e maior durabilidade. (B) mesma potência, maior intensidade de luz e menor durabilidade. (C) maior potência, maior intensidade de luz e maior durabilidade. (D) maior potência, maior intensidade de luz e menor durabilidade. (E) menor potência, menor intensidade de luz e menor durabilidade. CORREÇÃO Adoro contar este caso, de “esperteza”, pilantragem, mesmo, dos fabricantes de lâmpadas! Aliás, parabéns ao Movimento das Donas de Casa, que foi ao PROCON, entrou na Justiça e obrigou os fabricantes a voltarem a produzir lâmpadas de 127V. Responder a questão é ler a tabela: para lâmpadas de 120 v e 60W, ao serem ligadas nos 127 v da rede, a potência aumenta, elas iluminam mais, mas duram muito menos, por causa da sobre-tensão! Exagerando, é como ligar um aparelho feito para 110 v em uma tomada 220 v! Estraga! 2 Explorando um pouco mais a Física: P =V , P é Potência(W), V é “Voltagem”(V) e R R Resistência Elétrica(Ω). Uma lâmpada de 60W para 120 v tem sua potência aumentada ao ser ligada numa rede de 127 v, pois sua resistência, o filamento interno, permanece o mesmo. O fato de a Potência aumentar implica em maior luminosidade, porém, o filamento é projetado, e eis a esperteza do fabricante, para suportar apenas o calor dissipado quando ligado em 120 v. Assim, o desgaste é grande e a lâmpada dura bem menos, fazendo com que o consumidor seja obrigado a comprar outra bem antes do previsto! Sacanagem! Uma parte dos empresários brasileiros precisa ser punida com muito mais rigor do que tem sido para parar de vez de lesar os consumidores! Estes, por sua vez, têm tomado cada vez mais consciência de seus direitos, e devem procurar defendê-los de forma mais intensa e mais organizada! OPÇÃO: D. www.fisicanovestibular.com.br
  21. 21. © Professor Rodrigo Penna – 2006 – ENEM 1999 21 Texto para a próxima questão Se compararmos a idade do planeta Terra, avaliada em quatro e meio bilhões de anos (4,5.109 anos), com a de uma pessoa de 45 anos, então, quando começaram a florescer os primeiros vegetais, a Terra já teria 42 anos. Ela só conviveu com o homem moderno nas últimas quatro horas e, há cerca de uma hora, viu-o começar a plantar e a colher. Há menos de um minuto percebeu o ruído de máquinas e de indústrias e, como denuncia uma ONG de defesa do meio ambiente, foi nesses últimos sessenta segundos que se produziu todo o lixo do planeta! 9. Na teoria do Big Bang, o Universo surgiu há cerca de 15 bilhões de anos, a partir da explosão e expansão de uma densíssima gota. De acordo com a escala proposta no texto, essa teoria situaria o início do Universo há cerca de (A) 100 anos. (B) 150 anos. (C) 1 000 anos. (D) 1 500 anos. (E) 2 000 anos. CORREÇÃO Questão envolve Cosmologia básica, de onde viemos, como surgiu o mundo, estas coisas todas. Já vi semelhantes! E, noção de ESCALA, no caso, temporal. O texto é bastante claro: 4,5 bilhões de anos para a Terra, seriam 45 anos. Como o universo, a questão diz, tem cerca do triplo da idade, cerca de 15 bilhões de anos, ele teria nascido em cerca do triplo da escala, ou seja, aproximadamente 150 anos. OPÇÃO: B. O diagrama abaixo representa a energia solar que atinge a Terra e sua utilização na geração de eletricidade. A energia solar é responsável pela manutenção do ciclo da água, pela movimentação do ar, e pelo ciclo do carbono que ocorre através da fotossíntese dos vegetais, da decomposição e da respiração dos seres vivos, além da formação de combustíveis fósseis. www.fisicanovestibular.com.br
  22. 22. © Professor Rodrigo Penna – 2006 – ENEM 1999 22 10. De acordo com o diagrama, a humanidade aproveita, na forma de energia elétrica, uma fração da energia recebida como radiação solar, correspondente a: (A) 4 x 10-9 (B) 2,5 x 10-6 (C) 4 x 10-4 (D) 2,5 x 10-3 (E) 4 x 10-2 CORREÇÃO A questão trata de Energia, particularmente uma das mais importantes, solar. A fração aproveitada como eletricidade vem do diagrama, pegar os dados e calcular: 1 500000 MW 5 00 000 1 1 = = . 5= 200 bi MW 20 0 000 0 00 000 4 10 4 = 0, 25.10−5 = 2,5.10−6 Tem conta, mas, nada grave. OPÇÃO: B. 11. De acordo com este diagrama, uma das modalidades de produção de energia elétrica envolve combustíveis fósseis. A modalidade de produção, o combustível e a escala de tempo típica associada à formação desse combustível são, respectivamente, (A) hidroelétricas - chuvas - um dia (B) hidroelétricas - aquecimento do solo - um mês (C) termoelétricas - petróleo - 200 anos (D) termoelétricas - aquecimento do solo - 1 milhão de anos (E) termoelétricas - petróleo - 500 milhões de anos CORREÇÃO Embrenhando em análises e conhecimentos sobre ENERGIA, a questão pergunta sobre combustíveis fósseis: ora, são carvão mineral, gás natural e, claro, petróleo! Veja o link: http://pt.wikipedia.org/wiki/Combust%C3%ADveis_f%C3%B3sseis . Todos estão diretamente envolvidos com o problema do aquecimento global e as mudanças climáticas: http://www.bbc.co.uk/portuguese/especial/clima_ambiente.shtml . Quem usa tais combustíveis na geração de eletricidade são as termelétricas, ainda minoria na matriz energética brasileira. E, estes combustíveis demoraram milhões de anos para serem formados: são não renováveis! Veja o caso do pré-sal brasileiro, diretamente da descobridora, a Petrobras, com vários vídeos: http://diariodopresal.wordpress.com/o-que-e-o-pre-sal/ . OPÇÃO: E. www.fisicanovestibular.com.br
  23. 23. © Professor Rodrigo Penna – 2006 – ENEM 1999 23 12. No diagrama estão representadas as duas modalidades mais comuns de usinas elétricas, as hidroelétricas e as termoelétricas. No Brasil, a construção de usinas hidroelétricas deve ser incentivada porque essas I. utilizam fontes renováveis, o que não ocorre com as termoelétricas que utilizam fontes que necessitam de bilhões de anos para serem reabastecidas. II. apresentam impacto ambiental nulo, pelo represamento das águas no curso normal dos rios. III. aumentam o índice pluviométrico da região de seca do Nordeste, pelo represamento de águas. Das três afirmações acima, somente (A) I está correta. (B) II está correta. (C) III está correta. (D) I e II estão corretas. (E) II e III estão corretas. CORREÇÃO Conhecimento bem básico sobre usinas elétricas: http://pt.wikipedia.org/wiki/Gera%C3%A7%C3%A3o_de_eletricidade . I. Certa! Água na barragem é renovável, pela chuva! Petróleo não! II. ERRADA. Hidrelétricas apresentam sim, impactos ambientais! Alagam milhares de km2! Não poderia ser diferente. Para citar um caso famoso, veja o dos famosos “bagres” nas usinas do Rio Madeira! III. Nada a ver com nada! Hidrelétricas, como Itaipu, podem estar lá no sul do Brasil! Como aumentariam as chuvas no Nordeste? OPÇÃO: A. 13. Um sistema de radar é programado para registrar 45 40 automaticamente a velocidade de todos os veículos 40 35 Veículos (%) 30 30 trafegando por uma avenida, onde passam em média 300 25 veículos por hora, sendo 55 km/h a máxima velocidade 20 15 15 permitida. Um levantamento estatístico dos registros do 10 6 5 5 3 1 radar permitiu a elaboração da distribuição percentual de 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 veículos de acordo com sua velocidade aproximada. Velocidade (km/h) A velocidade média dos veículos que trafegam nessa avenida é de: (A) 35 km/h (B) 44 km/h (C) 55 km/h (D) 76 km/h (E) 85 km/h CORREÇÃO Não ia comentar esta questão, pois é de estatística. Mas, pela velocidade média, vá lá... Na verdade, ao contrário de ensinar como se chega à conta exata, se você não souber, gostaria de mostrar outra coisa, a meu ver, bem mais útil. O bom senso! Observe novamente a figura: www.fisicanovestibular.com.br
  24. 24. © Professor Rodrigo Penna – 2006 – ENEM 1999 24 Veja que nada menos do que 30 + 40 = 70 % dos veículos têm velocidade entre 40 e 50 km/h... Ora bolas, assim, é claro que a média tente a ir para algo entre 40 e 50 por hora, o que só leva a uma opção de resposta! 45 40 40 35 Veículos (%) 30 30 25 20 15 15 10 6 5 5 3 1 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Velocidade (km/h) OPÇÃO: B. www.fisicanovestibular.com.br
  25. 25. © Professor Rodrigo Penna – 2006 – ENEM 2000 25 ENEM 2000 – 7 questões 1. Ainda hoje, é muito comum as pessoas utilizarem vasilhames de barro (moringas ou potes de cerâmica não esmaltada) para conservar água a uma temperatura menor do que a do ambiente. Isso ocorre porque: (A) o barro isola a água do ambiente, mantendo-a sempre a uma temperatura menor que a dele, como se fosse isopor. (B) o barro tem poder de “gelar” a água pela sua composição química. Na reação, a água perde calor. (C) o barro é poroso, permitindo que a água passe através dele. Parte dessa água evapora, tomando calor da moringa e do restante da água, que são assim resfriadas. (D) o barro é poroso, permitindo que a água se deposite na parte de fora da moringa. A água de fora sempre está a uma temperatura maior que a de dentro. (E) a moringa é uma espécie de geladeira natural, liberando substâncias higroscópicas que diminuem naturalmente a temperatura da água. CORREÇÃO Não sei se isto se enquadra exatamente no programa da Física, mas também pode ser colocado como conhecimento geral. Minha própria avó, Maria Xavier, só tomava água da moringa. O fato é que o barro realmente é poroso, e, digamos, “sua”, deixando água passar pelos poros. Desta forma, a superfície externa sempre tem uma minúscula camada de água, que retira calor da moringa, e esta se esfria, para evaporar. É isto... Há algo que não tem nada a ver com a Física, mas certamente com a Química! Eu, por exemplo, adoro filtro de barro pelo gosto da água, comparado ao filtro de cerâmica ou aos elétricos. E o gosto da água em um filtro novo é péssimo! OPÇÃO: C. 2. O resultado da conversão direta de energia solar é uma das várias formas de energia alternativa de que se dispõe. O aquecimento solar é obtido por uma placa escura coberta por vidro, pela qual passa um tubo contendo água. A água circula, conforme mostra o esquema abaixo. www.fisicanovestibular.com.br
  26. 26. © Professor Rodrigo Penna – 2006 – ENEM 2000 26 São feitas as seguintes afirmações quanto aos materiais utilizados no aquecedor solar: I o reservatório de água quente deve ser metálico para conduzir melhor o calor. II a cobertura de vidro tem como função reter melhor o calor, de forma semelhante ao que ocorre em uma estufa. III a placa utilizada é escura para absorver melhor a energia radiante do Sol, aquecendo a água com maior eficiência. Dentre as afirmações acima, pode-se dizer que, apenas está(ão) correta(s): (A) I. (B) I e II. (C) II. (D) I e III. (E) II e III. CORREÇÃO Gosto desta questão também, que já apareceu inclusive em vários vestibulares, como UFMG, de forma semelhante. Há uma tendência mundial a se aproveitar cada vez mais a energia solar, já que energia é um dos grandes problemas a serem solucionados no 3º Milênio. Comentando item por item... I – se o reservatório for metálico, de fato conduz bem o calor. O problema é que ele está em contato com o ambiente, e assim a água quente se esfria. Nos modelos comerciais, que vejo em lojas de material de construção, eles são metálicos, mas os modelos mais eficientes são os recobertos por algum isolante térmico, como lã de vidro. As antigas serpentinas, de fogão a lenha, não tinham este isolamento. Mesmo em outros aquecedores vejo reservatórios de metal, sem isolamento, mas se perde eficiência. Algumas vezes, é porque são grandes demais, tornando difícil o isolamento. O ideal é que o reservatório seja de material isolante, embora alguns fabricantes, pela praticidade, continuem fazendo de metal. Errado. Certamente, dá margem a dúvidas no aluno. II – Realmente, inspirado no famoso “efeito estufa”, o vidro tem a função de permitir a entrada de radiação solar e evitar sua perda, para fora. Além do que, a placa de vidro isola o ar interno, quente, em contato com a tubulação, do externo, ao vento, mais frio, evitando perdas de calor por convecção. Certo. III – Certo. Mais preto, ou mais escuro, absorve mais calor, enquanto mais claro, ou mais branco, refletiria mais e absorveria menos. Por isto, as placas coletoras são negras, nos modelos à venda. OPÇÃO: E. 3. A tabela abaixo resume alguns dados importantes sobre os satélites de Júpiter. Ao observar os satélites de Júpiter pela primeira vez, Galileu Galilei fez diversas anotações e tirou importantes conclusões sobre a estrutura de nosso universo. A figura abaixo reproduz uma anotação de Galileu referente a Júpiter e seus satélites. www.fisicanovestibular.com.br
  27. 27. © Professor Rodrigo Penna – 2006 – ENEM 2000 27 De acordo com essa representação e com os dados da tabela, os pontos indicados por 1, 2, 3 e 4 correspondem, respectivamente, a: (A) Io, Europa, Ganimedes e Calisto. (B) Ganimedes, Io, Europa e Calisto. (C) Europa, Calisto, Ganimedes e Io. (D) Calisto, Ganimedes, Io e Europa. (E) Calisto, Io, Europa e Ganimedes. CORREÇÃO Enquadra-se em Gravitação Universal. Mas é simples demais! Lembro de semelhante, da 2ª Etapa do Vestibular da UFMG, bem mais inteligente e complexa! Basta apenas ver na tabela as distâncias das luas a Júpiter: em ordem crescente, Io, Europa, Ganimedes e Calisto. Assim: 2 – Io, 3 – Europa, 1 – Ganimedes e 4 – Calisto, no “olhômetro” mesmo! OPÇÃO: B. 4. A energia térmica liberada em processos de fissão nuclear pode ser utilizada na geração de vapor para produzir energia mecânica que, por sua vez, será convertida em energia elétrica. Abaixo está representado um esquema básico de uma usina de energia nuclear. A partir do esquema são feitas as seguintes afirmações: I a energia liberada na reação é usada para ferver a água que, como vapor a alta pressão, aciona a turbina. II a turbina, que adquire uma energia cinética de rotação, é acoplada mecanicamente ao gerador para produção de energia elétrica. III a água depois de passar pela turbina é pré- aquecida no condensador e bombeada de volta ao reator. Dentre as afirmações acima, somente está(ão) correta(s): (A) I. (B) II. (C) III. (D) I e II. (E) II e III. CORREÇÃO Parece que o povo do ENEM gosta de usinas geradoras de eletricidade, pois é tema recorrente! Apenas mudou de hidrelétrica para nuclear. Qualquer hora veremos uma termelétrica! Já eu nunca gostei destas questões de 3 afirmativas. Acho sem criatividade... Mas, vamos lá! I – Certo. A reação nuclear gera uma enorme quantidade de calor, que é usado para vaporizar água sob pressão e esta vai mover a turbina. II – Certo, e a partir daí, as usinas são muito semelhantes, hidroelétrica, nuclear ou térmica. Já comentamos sobre transformações de energia nas hidrelétricas. Procure a questão com a figura de uma usina deste tipo, acima... III – Errado! Condensar é voltar de vapor a líquido. Lembra-me os alambiques, que fazem a boa e velha pinga! Quem conhece vai lembrar... A água não é aquecida, é resfriada no condensador, para poder voltar e ser aquecida novamente. A figura dá a entender isto, pois não é preciso bomba para fazer vapor voltar, é para água, no estado líquido. OPÇÃO:D. www.fisicanovestibular.com.br
  28. 28. © Professor Rodrigo Penna – 2006 – ENEM 2000 28 5. O esquema abaixo mostra, em termos de potência (energia/tempo), aproximadamente, o fluxo de energia, a partir de uma certa quantidade de combustível vinda do tanque de gasolina, em um carro viajando com velocidade constante. O esquema mostra que, na queima da gasolina, no motor de combustão, uma parte considerável de sua energia é dissipada. Essa perda é da ordem de: (A) 80%. (B) 70%. (C) 50%. (D) 30%. (E) 20%. CORREÇÃO Tá mais para Matemática que Física, né! Porém, como Energia é um tema sempre importante, tanto que o ENEM adora, vamos comentar. É verdadeiramente grande a ineficiência dos motores a combustão, mas ainda não se inventaram outros com aceitação no mercado, só os “alternativos” e experimentais. A conta é simples: de acordo com o esquema, o motor só aproveita 14,2 KWh de 72 disponíveis 14,2 no tanque. Dá: = 0,197 = 19,7% Da ordem de 80% são perdidos! Na verdade, as 72 perdas são até maiores, e a figura também mostra que sai 3KWh de calor (Energia Térmica). Já a parte gasta em luzes, ventilador, etc, não pode ser considerada perda, pois são aparelhos que o carro utiliza, inclusive alguns são essenciais, como o gerador. Todo mundo sabe que ar condicionado ligado faz o carro gastar mais, e é normal. Se considerarmos apenas o que vai para mover as rodas, aí sim, a 9 1 eficiência é menor ainda: = = 12,5% ! Aproveita só isto para mover o carro! 72 8 OPÇÃO:A. www.fisicanovestibular.com.br
  29. 29. © Professor Rodrigo Penna – 2006 – ENEM 2000 29 6. A figura abaixo mostra um eclipse solar no instante em que é fotografado em cinco diferentes pontos do planeta. Três dessas fotografias estão reproduzidas abaixo. As fotos poderiam corresponder, respectivamente, aos pontos: (A) III, V e II. (B) II, III e V. (C) II, IV e III. (D) I, II e III. (E) I, II e V. CORREÇÃO Para mim, esta é uma das melhores questões que o ENEM produziu! Sai completamente do comum dos vestibulares! Muito criativa, até óbvia de ser cobrada, remetendo a conhecimento básico do sistema solar, como outra anterior da sombra das varetas. Parece-me que seu conteúdo cobrado é mais a Geometria Espacial, mas tem tudo a ver com a Gravitação, e é muito bacana! O aluno tem que relacionar os pontos na Terra com as visões do eclipse! Lembrar que olhamos para cima para vê-lo, a partir da Terra! Alguns tiram “de letra”, mas nem todos. Vou tentar desenhar em outra perspectiva. A figura representa o Sol, a Lua e o chão da Terra, azul. Coloquei os pontos e tracei raios de luz das extremidades do Sol para mostrar que eles só não conseguem atingir, barrados pela lua, uma pequena região ao centro, vermelha. Dos dois lados, em verde, há os eclipses parciais, onde parte da luz do Sol, de um dos seus lados, chega, enquanto a outra parte é eclipsada pela Lua. Nas extremidades laterais não há eclipse! Ao olhar para cima, uma pessoa nos pontos indicados verá algo como representado ao lado. Se estiver em 1, 2 ou 3 estará à esquerda da Lua, e em 4 ou 5 à direita! 1 está fora da região do eclipse, e vê todo o sol! 2 e 3 estão parcialmente www.fisicanovestibular.com.br
  30. 30. © Professor Rodrigo Penna – 2006 – ENEM 2000 30 eclipsados, mas 3 está mais perto do total, e vê apenas a “beiradinha” esquerda do Sol! 4 e 5 vêem o lado direito do Sol, com a Lua tampando o seu lado esquerdo. Assim, a primeira figura é a visão de 3, a segunda de 5 e a última de 2! OPÇÃO:A. 7. Uma garrafa de vidro e uma lata de alumínio, cada uma contendo 330 mL de refrigerante, são mantidas em um refrigerador pelo mesmo longo período de tempo. Ao retirá-las do refrigerador com as mãos desprotegidas, tem-se a sensação de que a lata está mais fria que a garrafa. É correto afirmar que: (A) a lata está realmente mais fria, pois a capacidade calorífica da garrafa é maior que a da lata. (B) a lata está de fato menos fria que a garrafa, pois o vidro possui condutividade menor que o alumínio. (C) a garrafa e a lata estão à mesma temperatura, possuem a mesma condutividade térmica, e a sensação deve-se à diferença nos calores específicos. (D) a garrafa e a lata estão à mesma temperatura, e a sensação é devida ao fato de a condutividade térmica do alumínio ser maior que a do vidro. (E) a garrafa e a lata estão à mesma temperatura, e a sensação é devida ao fato de a condutividade térmica do vidro ser maior que a do alumínio. CORREÇÃO Nem é preciso refrigerador: o vidro sempre parece mais quente que o metal! FRIO é uma sensação humana, que decorre da perda de CALOR, este uma forma de energia, para a Física! Quanto mais se perde, ou quanto mais rápido se perde calor, mas frio uma pessoal sente. Ninguém morre só por dar uma nadadinha na água gelada! Todo ano vemos imagens de russos nadando no inverno em lagos gelados! Mas, no Pólo Norte, uma queda na água em um buraco no gelo provoca morte em pouquíssimo tempo! A perda de calor é tão grande que inviabiliza o metabolismo da pessoa, e ela morre! No caso da questão, como o metal conduz melhor o calor que o vidro, quando a pessoa o pega sente mais frio por estar perdendo calor mais rapidamente, e não em função da diferença de temperatura entre a lata e a garrafa! Por sinal, ao sair da geladeira, a temperatura de ambos é a mesma, pois estão em Equilíbrio Térmico. OPÇÃO:D. www.fisicanovestibular.com.br
  31. 31. © Professor Rodrigo Penna – 2006 – ENEM 2001 31 ENEM 2001 – 9 questões 1. A distribuição média, por tipo de equipamento, do consumo de energia elétrica nas residências no Brasil é apresentada no gráfico. Em associação com os dados do gráfico, considere as variáveis: I. Potência do equipamento. II. Horas de funcionamento. III. Número de equipamentos. O valor das frações percentuais do consumo de energia depende de (A) I, apenas. (B) II, apenas. (C) I e II, apenas. (D) II e III, apenas. (E) I, II e III. 2. Como medida de economia, em uma residência com 4 moradores, o consumo mensal médio de energia elétrica foi reduzido para 300 kWh. Se essa residência obedece à distribuição dada no gráfico, e se nela há um único chuveiro de 5000 W, pode-se concluir que o banho diário de cada morador passou a ter uma duração média, em minutos, de (A) 2,5. (B) 5,0. (C) 7,5. (D) 10,0. (E) 12,0. CORREÇÃO A análise do gráfico pode ser dispensada pelo bom senso. Porém, vamos analisá-lo, pois é um dado da questão. Vemos que geladeira e chuveiro, nesta ordem, são os dois principais responsáveis pelo consumo de energia numa casa, em média. Um chuveiro é muito mais potente do que uma geladeira, e a explicação de ainda assim a geladeira gastar mais é que o chuveiro funciona apenas alguns minutos por dia, enquanto a geladeira funciona 24 horas por dia, todo santo dia! Logo, o consumo de eletricidade depende da potência, sim, mas também do tempo de funcionamento dos aparelhos. Por outro lado, todas as lâmpadas juntas correspondem em média a 20% do consumo. Aliás, estamos em processo de substituição das incandescentes pelas fluorescentes. Claro que uma residência de 3 cômodos precisa de menos lâmpadas do que outra de 12 cômodos, e o consumo vai depender do nº de aparelhos em funcionamento. www.fisicanovestibular.com.br
  32. 32. © Professor Rodrigo Penna – 2006 – ENEM 2001 32 OPÇÃO 1: E. Agora a análise é quantitativa, e envolve conhecimento de fórmulas, e contas. De 98 a 2001, todas as provas do ENEM cobraram algo relacionado à Eletricidade e Energia Elétrica! Se o consumo de energia na referida casa é de 300KWh e pelo gráfico o chuveiro corresponde a 25 25% disto, temos: 25% de 300 = .300 = 75 KWh. Isto a energia gasta só pelo chuveiro. 100 Podemos continuar as contas por vários caminhos... Escolhendo um, vamos calcular o consumo médio de energia pelo chuveiro, por dia e por pessoa. Para isto, vamos considerar um mês de 30 dias, 75 5KWh em média. Teremos: 75KWh por 30 dias, por 4 pessoas = = 30.4 8.dia. pessoa . Temos, então, a energia de um banho diário de cada pessoa da casa. Resta saber quantos E E minutos ele dura... Fórmula: P= ⇒ t = , onde P é Potência(W), E é Energia(J) e t é Tempo(s). t P Os cuidados agora ficam por conta das unidades. E 5000W .3600 s t= = = 3.600 s = 450 s = (/ 60)7,5 min Veja que P 8.5000W fomos obrigados a lembrar que Kilo=1.000 e 1h=3.600s. A potência do chuveiro foi dada e mudamos para as unidades padrão, encontrando o tempo em s, que dividimos por 60 para achar em min. OPÇÃO: C. 3. Pelas normas vigentes, o litro do álcool hidratado que abastece os veículos deve ser constituído de 96% de álcool puro e 4% de água (em volume). As densidades desses componentes são dadas na tabela. Um técnico de um órgão de defesa do consumidor inspecionou cinco postos suspeitos de venderem álcool hidratado fora das normas. Colheu uma amostra do produto em cada posto, mediu a densidade de cada uma, obtendo: www.fisicanovestibular.com.br
  33. 33. © Professor Rodrigo Penna – 2006 – ENEM 2001 33 A partir desses dados, o técnico pôde concluir que estavam com o combustível adequado somente os postos (A) I e II. (B) I e III. (C) II e IV. (D) III e V. (E) IV e V. CORREÇÃO Poderíamos deixar esta questão para a Matemática, pois se trata de uma noção a respeito de razão e proporção. Considerando que abarca o conceito de Densidade, importante em Hidrostática, vamos corrigir. A Densidade é a razão entre a massa e o volume, a unidade utilizada foi g / l, e eu prefiro 3 g/cm . Mas, quanto a isto, não irá influir em nada. Simples: misturando água em álcool, sendo a água mais densa, a densidade desta mistura álcool-água tende a ser maior que a do álcool puro, como todas as opções de uma questão bem feitinha, como esta, mostram. Fazendo a conta da densidade da mistura, nas proporção que rege a lei: d mistura = 96%de800 + 4%de1.000 = 0,96.800 + 0,04.1000 = 808g / l Para misturas mais densas que isto, foi acrescentado mais água (a mais densa) e vice-versa. Logo, o posto IV está exatamente dentro da norma, e o V colocou menos água do que poderia, e isto é raro! O que se vê, na tv, e para quem lembra do cruel e mafioso assassinato do promotor que investigava os postos em BH, o normal seria adulterar o combustível com mais água, de preferência da chuva, que é grátis! OPÇÃO: E. 4. “...O Brasil tem potencial para produzir pelo menos 15 mil megawatts por hora de energia a partir de fontes alternativas. Somente nos Estados da região Sul, o potencial de geração de energia por intermédio das sobras agrícolas e florestais é de 5.000 megawatts por hora. Para se ter uma idéia do que isso representa, a usina hidrelétrica de Ita, uma das maiores do país, na divisa entre o Rio Grande do Sul e Santa Catarina, gera 1.450 megawatts de energia por hora.” Esse texto, transcrito de um jornal de grande circulação, contém, pelo menos, um erro conceitual ao apresentar valores de produção e de potencial de geração de energia. Esse erro consiste em (A) apresentar valores muito altos para a grandeza energia. (B) usar unidade megawatt para expressar os valores de potência. (C) usar unidades elétricas para biomassa. (D) fazer uso da unidade incorreta megawatt por hora. (E) apresentar valores numéricos incompatíveis com as unidades. CORREÇÃO Mais uma vez, Eletricidade e Energia Elétrica... E o problema claramente está na unidade... E P= ⇒ E = P.t , de onde se vê que Energia vem do produto Potência x Tempo! A unidade t pode variar, mas as grandezas não! Assim, para encontrar Energia podemos usar Cavalo-Vapor x Século, ou HP x dia, sempre Potência vezes Tempo, jamais por tempo, já que por significa divisão! Logo, MegaWatt / hora, como diz no texto, está errado! OPÇÃO: D. www.fisicanovestibular.com.br
  34. 34. © Professor Rodrigo Penna – 2006 – ENEM 2001 34 5. A refrigeração e o congelamento de alimentos são responsáveis por uma parte significativa do consumo de energia elétrica numa residência típica. Para diminuir as perdas térmicas de uma geladeira, podem ser tomados alguns cuidados operacionais: I. Distribuir os alimentos nas prateleiras deixando espaços vazios entre eles, para que ocorra a circulação do ar frio para baixo e do quente para cima. II. Manter as paredes do congelador com camada bem espessa de gelo, para que o aumento da massa de gelo aumente a troca de calor no congelador. IV. Limpar o radiador ("grade" na parte de trás) periodicamente, para que a gordura e a poeira que nele se depositam não reduzam a transferência de calor para o ambiente. Para uma geladeira tradicional é correto indicar, apenas, (A) a operação I. (B) a operação II. (C) as operações I e II. (D) as operações I e III. (E) as operações II e III. CORREÇÃO I – Um dos principais processos de transferência de calor no interior das geladeiras é a CONVECÇÃO, em que o fluido mais quente e menos denso sobe e o mais frio, ao contrário, desce. O fenômeno é comum nas saunas, serpentinas de fogão a lenha, influi na formação dos ventos, etc... Sem espaço, o ar não consegue circular dentro de um refrigerador, a troca de calor diminui e a eficiência cai! Isto é falado nos manuais! Logo, está CERTO! II – Já ouviu falar de iglu, aquelas casinhas de gelo feitas pelos esquimós? Por que alguém faria uma casa de gelo em um lugar gelado? O gelo é bom isolante térmico? A temperatura no interior do iglu é mais alta que do lado de fora! Deixar as paredes cheias de gelo dificulta a retirada do calor interno para fora da geladeira, e piora! Isto também está no manual! ERRADO! Outra explicação no link http://www.mundofisico.joinville.udesc.br/index.php?idSecao=3&idSubSecao=&idTexto=58 III – O radiador tem justamente a função de liberar calor para o ambiente. Se estiver sujo, ou impedido por alguma coisa, como a mania que alguns têm de botar roupa para secar ali, perde-se eficiência e aumenta o consumo de energia. Por favor, leia os manuais de tudo! CERTO! OPÇÃO: D. www.fisicanovestibular.com.br
  35. 35. © Professor Rodrigo Penna – 2006 – ENEM 2001 35 6. A padronização insuficiente e a ausência de controle na fabricação podem também resultar em perdas significativas de energia através das paredes da geladeira. Essas perdas, em função da espessura das paredes, para geladeiras e condições de uso típicas, são apresentadas na tabela. Considerando uma família típica, com consumo médio mensal de 200 kWh, a perda térmica pelas paredes de uma geladeira com 4 cm de espessura, relativamente a outra de 10 cm, corresponde a uma porcentagem do consumo total de eletricidade da ordem de (A) 30%. (B) 20%. (C) 10%. (D) 5%. (E) 1%. CORREÇÃO Um pouco mais do tema anterior, o isolamento térmico. Em fogões e geladeira é comum encontrar recheando as paredes lã de vidro, um bom isolante. Quanto melhor o isolamento, menos calor irá atravessar a parede. Vejamos a tabela: para 4cm de parede, a perda é de 35KWh e para 10 cm é de 15KWh. Comparando, com a parede mais fina perde-se, a mais, 35 – 15 = 20KWh. De cabeça mesmo, isto é 10% de 200KWh que a família gasta! OPÇÃO: C. 7. A figura mostra o tubo de imagens dos aparelhos de televisão usado para produzir as imagens sobre a tela. Os elétrons do feixe emitido pelo canhão eletrônico são acelerados por uma tensão de milhares de volts e passam por um espaço entre bobinas onde são defletidos por campos magnéticos variáveis, de forma a fazerem a varredura da tela. www.fisicanovestibular.com.br
  36. 36. © Professor Rodrigo Penna – 2006 – ENEM 2001 36 Nos manuais que acompanham os televisores é comum encontrar, entre outras, as seguintes recomendações: I. Nunca abra o gabinete ou toque as peças no interior do televisor. II. Não coloque seu televisor próximo de aparelhos domésticos com motores elétricos ou ímãs. Estas recomendações estão associadas, respectivamente, aos aspectos de (A) riscos pessoais por alta tensão / perturbação ou deformação de imagem por campos externos. (B) proteção dos circuitos contra manipulação indevida / perturbação ou deformação de imagem por campos externos. (C) riscos pessoais por alta tensão / sobrecarga dos circuitos internos por ações externas. (D) proteção dos circuitos contra a manipulação indevida / sobrecarga da rede por fuga de corrente. (E) proteção dos circuitos contra manipulação indevida / sobrecarga dos circuitos internos por ação externa. CORREÇÃO É uma pena que a questão não explore mais a Física do tubo de TV, que é muito interessante! Há uma breve explicação de como ele funciona, mas quem quiser saber mais, visite os sites: - http://www.maloka.org/f2000/index.html; - http://www.pet.dfi.uem.br/animacoes/elmag/elmag041/index.html; Sem explorar tanto a Física, a questão cai no bom senso e um pouco de conhecimento científico. I – Não se deve abrir a TV porque altas voltagens são utilizadas para acelerar os elétrons, aqueles mesmos que arrepiam os cabelinhos quando a gente passa o braço na tela. Mesmo desligada da tomada, existem componentes chamados Capacitores, capazes de armazenar energia elétrica e proporcionar grandes choques se você botar a mão no lugar errado! II – Elétrons são desviados por campos eletromagnéticos, como a questão explica, para formar a imagem na TV. Aparelhos elétricos ou imãs produzem campos eletromagnéticos, que desviam os elétrons de sua trajetória e deformam a imagem. A UFMG colocou justamente uma questão sobre este assunto, em seu vestibular da 1ª etapa de 2005, e esta questão pegou muita gente! OPÇÃO: A. 8. O texto foi extraído da peça Tróilo e Créssida de William Shakespeare, escrita, provavelmente, em 1601. “Os próprios céus, os planetas, e este centro reconhecem graus, prioridade, classe, constância, marcha, distância, estação, forma, função e regularidade, sempre iguais; eis porque o glorioso astro Sol está em nobre eminência entronizado e centralizado no meio dos outros, e o seu olhar benfazejo corrige os maus aspectos dos planetas malfazejos, e, qual rei que comanda, ordena sem entraves aos bons e aos maus." (personagem Ulysses, Ato I, cena III). SHAKESPEARE, W. Tróilo e Créssida: Porto: Lello & Irmão, 1948. A descrição feita pelo dramaturgo renascentista inglês se aproxima da teoria (A) geocêntrica do grego Claudius Ptolomeu. www.fisicanovestibular.com.br
  37. 37. © Professor Rodrigo Penna – 2006 – ENEM 2001 37 (B) da reflexão da luz do árabe Alhazen. (C) heliocêntrica do polonês Nicolau Copérnico. (D) da rotação terrestre do italiano Galileu Galilei. (E) da gravitação universal do inglês Isaac Newton. CORREÇÃO Sinceramente, mais claro do que isto é difícil: “o glorioso astro Sol ... centralizado no meio dos outros”. Teoria Heliocêntrica, né! Facílimo! Leia mais e aprenda um pouco da História da Física: - http://geocities.yahoo.com.br/saladefisica9/biografias/copernico.htm. OPÇÃO: C. 9. SEU OLHAR (Gilberto Gil, 1984) Na eternidade Eu quisera ter Tantos anos-luz Quantos fosse precisar Pra cruzar o túnel Do tempo do seu olhar Gilberto Gil usa na letra da música a palavra composta anos-luz. O sentido prático, em geral, não é obrigatoriamente o mesmo que na ciência. Na Física, um ano luz é uma medida que relaciona a velocidade da luz e o tempo de um ano e que, portanto, se refere a (A) tempo. (B) aceleração. (C) distância. (D) velocidade. (E) luminosidade. CORREÇÃO Velocidade x Temo = Distância, fórmula das mais básicas! E é de conhecimento amplo que ano luz é distância... Distância percorrida pela luz em um ano! Vale: m 8m d = v.t = 3.10 x1ano = 3.10 x3,15.10 s = 9,47.10 m = 9,47.10 Km 8 7 15 12 s s Ou seja, 1ano-luz = alguns quase dez bilhões de Kilômetros! Só isto... E a estrela, além do Sol, mais próxima da Terra está a 4,3 anos-luz de distância! “Pertinho”! OPÇÃO: C. www.fisicanovestibular.com.br
  38. 38. © Professor Rodrigo Penna – 2006 – ENEM 2002 38 ENEM 2002 – 9 questões 1. Na comparação entre diferentes processos de geração de energia, devem ser considerados aspectos econômicos, sociais e ambientais. Um fator economicamente relevante nessa comparação é a eficiência do processo. Eis um exemplo: a utilização do gás natural como fonte de aquecimento pode ser feita pela simples queima num fogão (uso direto), ou pela produção de eletricidade em uma termoelétrica e uso de aquecimento elétrico (uso indireto). Os rendimentos correspondentes a cada etapa de dois desses processos estão indicados entre parênteses no esquema. Na comparação das eficiências, em termos globais, entre esses dois processos (direto e indireto), verifica-se que (A) a menor eficiência de P2 deve-se, sobretudo, ao baixo rendimento da termoelétrica. (B) a menor eficiência de P2 deve-se, sobretudo, ao baixo rendimento na distribuição. (C) a maior eficiência de P2 deve-se ao alto rendimento do aquecedor elétrico. (D) a menor eficiência de P1 deve-se, sobretudo, ao baixo rendimento da fornalha. (E) a menor eficiência de P1 deve-se, sobretudo, ao alto rendimento de sua distribuição. CORREÇÃO Questão interessante, sobre ENERGIA, tema recorrente no ENEM. Particularmente, sobre o conceito de Rendimento. Sempre que se converte uma forma de energia em outra, uma parte da energia inicial é perdida. O rendimento mostra a proporção da energia que foi realmente aproveitada. Como houveram transformações em seqüência, podemos calcular o rendimento total em cada um dos dois processos. Vejamos: r1 = 0,95 x 0,7 = 0,665 . r2 = 0,4 x 0,9 x 0,95 = 0,342 . Vemos que no segundo processo, o rendimento é menor!Observando a razão, basicamente o rendimento no processo 2 é menor porque o rendimento na geração termelétrica (0,4 = 40%) é muito baixo em comparação com todos os outros! OPÇÃO: A. 2. Os números e cifras envolvidos, quando lidamos com dados sobre produção e consumo de energia em nosso país, são sempre muito grandes. Apenas no setor residencial, em um único dia, o consumo de energia elétrica é da ordem de 200 mil MWh. Para avaliar esse consumo, imagine uma situação em que o Brasil não dispusesse de hidrelétricas e tivesse de depender somente de termoelétricas, onde cada kg de carvão, ao ser queimado, permite obter uma quantidade de energia da ordem de 10 kWh. Considerando que um caminhão transporta, em média, 10 toneladas de carvão, a quantidade de caminhões de carvão necessária para abastecer as termoelétricas, a cada dia, seria da ordem de (A) 20. (B) 200. (C) 1.000. (D) 2.000. (E) 10.000. www.fisicanovestibular.com.br
  39. 39. © Professor Rodrigo Penna – 2006 – ENEM 2002 39 CORREÇÃO Questão sobre Energia, para variar, que pode ser resolvida pela útil e versátil Regra de Três, em várias etapas... Primeiro, vamos calcular quantos kilos(kg) de carvão são necessárias: 3 6 EnergiaTotal 200.10 .10 Wh = = 20.10 kg = 20.000ton(1ton = 10 kg ) 6 3 3 energia / kg 10.10 Wh / kg Não esquecer os prefixos gregos... Esta enormidade de carvão será transportada por vários caminhões! Quantos? MassaTotal 20000 n º ca min hões = = = 2.000ca min hões! massa / ca min hão 10 Só isto... OPÇÃO: D. 3. Numa área de praia, a brisa marítima é uma conseqüência da diferença no tempo de aquecimento do solo e da água, apesar de ambos estarem submetidos às mesmas condições de irradiação solar. No local (solo) que se aquece mais rapidamente, o ar fica mais quente e sobe, deixando uma área de baixa pressão, provocando o deslocamento do ar da superfície que está mais fria (mar). À noite, ocorre um processo inverso ao que se verifica durante o dia. Como a água leva mais tempo para esquentar (de dia), mas também leva mais tempo para esfriar (à noite), o fenômeno noturno (brisa terrestre) pode ser explicado da seguinte maneira: (A) O ar que está sobre a água se aquece mais; ao subir, deixa uma área de baixa pressão, causando um deslocamento de ar do continente para o mar. (B) O ar mais quente desce e se desloca do continente para a água, a qual não conseguiu reter calor durante o dia. (C) O ar que está sobre o mar se esfria e dissolve-se na água; forma-se, assim, um centro de baixa pressão, que atrai o ar quente do continente. (D) O ar que está sobre a água se esfria, criando um centro de alta pressão que atrai massas de ar continental. (E) O ar sobre o solo, mais quente, é deslocado para o mar, equilibrando a baixa temperatura do ar que está sobre o mar. www.fisicanovestibular.com.br
  40. 40. © Professor Rodrigo Penna – 2006 – ENEM 2002 40 CORREÇÃO Acredito que este seja um fenômeno bem conhecido de todos, de formação de ventos na beira da praia. Envolve alguns conceitos da TERMODINÂMICA. Primeiramente, o conceito de CALOR ESPECÍFICO: calor especifico c é uma grandeza que mede “a facilidade ou dificuldade de se esquentar uma substância”. Quanto maior o calor específico, mais energia se gasta para aquecer, e mais energia (calor) é necessário perder a substância para se esfriar. O calor específico da água é maior que o da areia (terra). Assim, durante o dia, a água demora mais para esquentar, e o ar sobre ela fica então mais frio. São formadas CORRENTES DE CONVECÇÃO: o ar mais quente sobre a terra fica menos denso, e sobe. Então, o ar mais frio sobre a água “vem ocupar seu lugar”, fazendo o vento soprar do mar para terra. À noite, o ar sobre a água está mais quente, menos denso e sobe. Como o ar subiu, sobre o mar fica um “vazio”, região de baixa pressão. O ar mais frio e mais denso sobre a terra, sob maior pressão, “vem ocupar seu lugar”, e o vento sopra de terra para mar. OPÇÃO: A. 4. Entre as inúmeras recomendações dadas para a economia de energia elétrica em uma residência, destacamos as seguintes: ● Substitua lâmpadas incandescentes por fluorescentes compactas. ● Evite usar o chuveiro elétrico com a chave na posição “inverno” ou “quente”. ● Acumule uma quantidade de roupa para ser passada a ferro elétrico de uma só vez. ● Evite o uso de tomadas múltiplas para ligar vários aparelhos simultaneamente. ● Utilize, na instalação elétrica, fios de diâmetros recomendados às suas finalidades. A característica comum a todas essas recomendações é a proposta de economizar energia através da tentativa de, no dia-a-dia, reduzir (A) a potência dos aparelhos e dispositivos elétricos. (B) o tempo de utilização dos aparelhos e dispositivos. (C) o consumo de energia elétrica convertida em energia térmica. (D) o consumo de energia térmica convertida em energia elétrica. (E) o consumo de energia elétrica através de correntes de fuga. CORREÇÃO Nesta questão, é melhor analisar sugestão por sugestão. Em A, ao trocar as lâmpadas incandescentes (veja o Português!) por fluorescentes se economiza porque estas últimas “jogam fora” menos calor por Efeito Joule (conversão de Energia Elétrica em Térmica). Para B, mudar de Inverno para Verão no chuveiro diminui a Potência e, conseqüentemente, diminui a conversão de Eletricidade em Calor. C é meio óbvio: se muita roupa vai ser passada de uma vez, evita-se ficar ligando e desligando o ferro, perdendo à toa calor (que vem da energia elétrica) para o ar e o ambiente. Evitar o uso de tomadas múltiplas (extensões ou “tês”) diminui as perdas por Efeito Joule. Muitos aparelhos implicam em maior corrente elétrica na tomada, e maior perdas por Efeito Joule. O mesmo se pode dizer do diâmetro dos fios. Aliás, usar fios muito finos, e pouco mais baratos, é uma das economias mais porcas que já vi! Sem contar o risco de curto-circuitos! A resistência de um fio e a potência são dadas por: R= ρ .l A l , onde R=resistência(Ω), ρ=resistividade(Ω.m), = comprimento(m) e A=área(grossura!)(m2). P = R . i 2, onde P é Potência (W), R é Resistência(Ω) e i Corrente(A) www.fisicanovestibular.com.br
  41. 41. © Professor Rodrigo Penna – 2006 – ENEM 2002 41 Se o fio é mais fino, a Resistência é maior, aumentando o aquecimento dos fios pela passagem da corrente! Aquece mais, maiores perdas, maiores riscos de curto! Todas as opções visam diminuir o gasto da conversão de Energia Elétrica em Térmica. OPÇÃO: C. 5. Em usinas hidrelétricas, a queda d’água move turbinas que acionam geradores. Em usinas eólicas, os geradores são acionados por hélices movidas pelo vento. Na conversão direta solar- elétrica são células fotovoltaicas que produzem tensão elétrica. Além de todos produzirem eletricidade, esses processos têm em comum o fato de (A) não provocarem impacto ambiental. (B) independerem de condições climáticas. (C) a energia gerada poder ser armazenada. (D) utilizarem fontes de energia renováveis. (E) dependerem das reservas de combustíveis fósseis. CORREÇÃO É, o assunto que este ENEM mais adora é mesmo a ENERGIA! Usinas hidrelétricas usam água acumulada em represas, reabastecidas quando chove. Ventos vão e vêm. E o sol nasce todo santo dia! Todos utilizam fontes renováveis de energia! OPÇÃO: D. 6. O diagrama mostra a utilização das diferentes fontes de energia no cenário mundial. Embora aproximadamente um terço de toda energia primária seja orientada à produção de eletricidade, apenas 10% do total são obtidos em forma de energia elétrica útil. A pouca eficiência do processo de produção de eletricidade deve-se, sobretudo, ao fato de as usinas (A) nucleares utilizarem processos de aquecimento, nos quais as temperaturas atingem milhões de graus Celsius, favorecendo perdas por fissão nuclear. (B) termelétricas utilizarem processos de aquecimento a baixas temperaturas, apenas da ordem de centenas de graus Celsius, o que impede a queima total dos combustíveis fósseis. (C) hidrelétricas terem o aproveitamento energético baixo, uma vez que parte da água em queda não atinge as pás das turbinas que acionam os geradores elétricos. (D) nucleares e termelétricas utilizarem processos de transformação de calor em trabalho útil, no qual as perdas de calor são sempre bastante elevadas. (E) termelétricas e hidrelétricas serem capazes de utilizar diretamente o calor obtido do combustível para aquecer a água, sem perda para o meio. CORREÇÃO Vamos variar: ENERGIA... Uma análise do gráfico mostra bem o problema: cerca de 33% de toda a energia é voltada à produção de eletricidade. Porém, destes, só cerca de 10% são transformados em energia elétrica útil! 23% da energia se perde sob a forma de calor na produção! E não se perde calor nas hidrelétricas, mas nas termelétricas e nucleares. O rendimento da transformação de calor em trabalho útil é sempre baixo! OPÇÃO: D. www.fisicanovestibular.com.br
  42. 42. © Professor Rodrigo Penna – 2006 – ENEM 2002 42 7. Um grupo de pescadores pretende passar um final de semana do mês de setembro, embarcado, pescando em um rio. Uma das exigências do grupo é que, no final de semana a ser escolhido, as noites estejam iluminadas pela lua o maior tempo possível. A figura representa as fases da lua no período proposto. Considerando-se as características de cada uma das fases da lua e o comportamento desta no período delimitado, pode-se afirmar que, dentre os fins de semana, o que melhor atenderia às exigências dos pescadores corresponde aos dias (A) 08 e 09 de setembro. (B) 15 e 16 de setembro. (C) 22 e 23 de setembro. (D) 29 e 30 de setembro. (E) 06 e 07 de outubro. CORREÇÃO Até que enfim! Algo diferente de Energia: conceitos básicos de GRAVITAÇÃO! Quem marcou E, vou te falar! Veja na figura abaixo a posição do Sol: CRESCENTE LUZ SOLAR NOITE DIA CHEIA NOVA Vendo MINGUANTE a posição do sol, pela figura ele ilumina as faces do lado direito. É claro que quem quer lua à noite, iluminando, para pescar, quer Lua Cheia! Ela vai estar cheia dia 02/10, de acordo com o esquema. Porém, só em Outubro, e a questão pede em Setembro! Observe que deve ter havido uma lua cheia lá pelo dia 03 de Setembro, que a questão não mostra! Pelas opções que a questão oferece, é melhor pescar nos dias 29 e 30 de Setembro, quando a lua estará mais próxima de cheia, iluminando mais as noites. OPÇÃO: D. www.fisicanovestibular.com.br
  43. 43. © Professor Rodrigo Penna – 2006 – ENEM 2002 43 8. As cidades de Quito e Cingapura encontram-se próximas à linha do equador e em pontos diametralmente opostos no globo terrestre. Considerando o raio da Terra igual a 6370 km, pode- se afirmar que um avião saindo de Quito, voando em média 800 km/h, descontando as paradas de escala, chega a Cingapura em aproximadamente (A) 16 horas. (B) 20 horas. (C) 25 horas. (D) 32 horas. (E) 36 horas. CORREÇÃO Outra diferente: CINEMÁTICA BÁSICA! Diametralmente opostas significa uma de um lado, outra do outro do globo, ou meia volta na Terra, 1800. O comprimento de uma circunferência é dado por Cο = 2.π.R. Calculando a distância entre as duas (meia volta): C 2.π .R O = = π .6370 ≅ 20.000km Considerando π = 3,14. 2 2 d Como a velocidade foi considerada constante, v = . t d 20000 200 t = = = = 25h v 800 8 Tem gente que vai “viajar na maionese”, dizer que enquanto o avião voa a Terra gira, como se a atmosfera não girasse junto com a Terra, e devido a estes argumentos estranhos calcular os valores mais estranhos, também... Poderia se aproveitar a interdisciplinaridade e perguntar também algo sobre Fusos Horários, dando a hora de saída e perguntando a de chegada, mas não foi feito isto... OPÇÃO: C. 9. Nas discussões sobre a existência de vida fora da Terra, Marte tem sido um forte candidato a hospedar vida. No entanto, há ainda uma enorme variação de critérios e considerações sobre a habitabilidade de Marte, especialmente no que diz respeito à existência ou não de água líquida. Alguns dados comparativos entre a Terra e Marte estão apresentados na tabela. Com base nesses dados, é possível afirmar que, dentre os fatores abaixo, aquele mais adverso à existência de água líquida em Marte é sua www.fisicanovestibular.com.br

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