Física - Prepare-se Para o ENEM

7/25/2019 Fsica - Prepare-se Para o ENEM

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Prepare-se para o ENEM - FSICA - com resoluo discursiva dasquestes 1998 a 2010

Copyright Editora Cincia Moderna Ltda., 2011.Todos os direitos para a lngua portuguesa reservados pela EDITORA CINCIAMODERNA LTDA.De acordo com a Lei 9.610, de 19/2/1998, nenhuma parte deste livro poder serreproduzida, transmitida e gravada, por qualquer meio eletrnico, mecnico, porfotocpia e outros, sem a prvia autorizao, por escrito, da Editora.

Editor: Paulo Andr P. MarquesSuperviso Editorial:Aline Vieira MarquesCapa: Daniel JaraDiagramao: Daniel JaraAssistente Editorial: Laura Souza

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FICHA CATALOGRFICA

Prepare-se para o ENEM FSICA - com resoluo discursiva dasquestes 1998 a 2010Rio de Janeiro: Editora Cincia Moderna Ltda., 2011

1. Fsica, Educao Secundria Ensino Secundrio.

I Ttulo

ISBN: 978-85-399-0177-7 CDD 530

737

Editora Cincia Moderna Ltda.R. Alice Figueiredo, 46 RiachueloRio de Janeiro, RJ Brasil CEP: 20.950-150

Tel: (21) 2201-6662 / Fax: (21) [email protected]

WWW.LCM.COM.BR 10/11

FRANA, Marcelo Jorge Monteiro; CASTILHO, Joo CarlosAmarante (Coordenador).


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Prepare-se para o Enem

Fsicacom resoluo discursiva das questes

1998 - 2010

Marcelo Jorge Frana


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Sumrio

Questes01 Momento (ou torque) de uma fora. ................................. 1

02 Transformaes de Energia ................................................... 103 Potncia e Energia ................................................................ 204 Transformaes de Energia ................................................... 305 Transmisso de movimentos circulares ............................... 406 Movimento circular................................................................ 6

07 Movimento circular, trabalho e potncia ............................ 6 ................... 8 .................. 9

Questes10 Dilatao trmica e densidade ........................................... 1111 Transformaes de Energia .................................................. 11 ...................... 12 ...... 13

..... 1515 Transformaes de energia ................................................ 1516 Transformaes de energia ................................................. 1617 Transformaes de energia ................................................. 1718 Energia e potncia eltrica................................................. 18

Questes19 Transformaes de energia ................................................. 19

20 Gravitao Universal e Leis de Kepler ............................... 2021 Transformaes de energia ................................................. 2122 Transformaes de energia e potncia ............................. 22 ........................................ 2324 Transferncia de calor ........................................................ 24

Questes25 Energia e potncia eltrica................................................. 2726 Energia e potncia eltrica ................................................ 28

27 Sistema de unidades ........................................................... 2828 Transferncia de calor. ........................................................ 2929 Energia e potncia eltrica................................................. 30


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IV

...............................................................3131 Sistema de unidades ........................................................... 33

Questes32 Transformaes de energia ................................................. 35

33 Transformaes de energia ................................................. 36

trmica ................................................................................. 3635 Energia, potncia eltrica e transformaes de energia. 3736 Transformaes de energia .................................................. 38

37 Transformaes de energia .................................................. 39 ...................................... 4039 .................................................. 41

Questes40 Transformaes de energia ................................................. 4341 Transformaes de energia ................................................. 4342 Transformaes de energia. Densidade volumtrica ......... 44

Questes ............................................................. 47 ................. 48 ............. 49

Questes46 Transformaes de energia. ............................................... 5147 Dinmica dos movimentos curvilneos. ............................. 52

48 Potncia e energia eltrica ................................................ 53

Questes .................................... 5550 Calorimetria ......................................................................... 5751 Transformaes de energia. Usinas Hidreltricas .............. 5852 Transformaes de energia. Usinas nucleares .................. 5953 Transformaes de energia. Potncia ................................. 60 ................................ 62

................................ 63 ................................ 64 .............................. 6558 Movimentos circulares ........................................................ 66


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V

Questes59 Transmisso de calor ........................................................... 69 .............................. 7061 Transformaes de energia. ................................................ 72 ................................................................ 73

63 Transformaes de energia. ................................................ 73

Questes64 Transformaes de energia. Absoro e emisso

de energia............................................................................ 75

65 Transformaes de energia. Ciclo da gua ...................... 76 ........... 76

67 Transformaes de energia. Efeito Joule.Energia luminosa ................................................................. 77

68 Transformaes de energia ................................................. 7869 Usinas Hidreltricas ............................................................. 8070 Consumo de energia eltrica ............................................. 8171 Transformaes de energia. Usinas elicas ....................... 81

Questes ................................................. 83 ....................................................... 8474 Propagao de ondas sonoras em meios diferentes ...... 8575 Potncia mecnica e potncia eltrica .............................. 86 ................................................. 8777 Dilatao trmica e comportamento anmalo da gua.

............................................................. 88

......... 8979 Transformaes de energia ................................................. 9080 Calorimetria. Calor Latente ................................................ 9181 Energia trmica e sua propagao ................................... 9282 Transformaes de energia ................................................ 9483 Efeito Doppler ...................................................................... 9584 Potncia e energia eltrica ................................................. 96

85 Histria da Cincia. Leis de Kepler. .................................. 97 ............ 98

87 Dinmica dos movimentos curvilneos .............................. 9988 Leis de Ohm. .................................................................... 10089 Potncia e Energia eltrica. ............................................. 101


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VI

90 Transformaes de Energia .............................................. 103 .............................................. 104

92 Gravitao Universal. ........................................................ 10593 Calorimetria ....................................................................... 10894 Absoro de radiao ....................................................... 10995 Transformaes de energia. Calorimetria.

Potncia trmica ............................................................... 11096 Dilatao trmica. .............................................................. 11197 Termodinmica . Motores trmicos .................................. 11298 Escalas e medidas. ............................................................ 113

99 Eletrodinmica . Circuitos eltricos.................................... 114

Questes100 Calor e Temperatura ........................................................... 117101 Assunto eletrodinmica ...................................................... 118 .......119 ................. 120104 Absoro e emisso de calor .......................................... 121 ..... 122

106 Transformaes de energia. .............................................. 123107 Eletrodinmica....................................................................124108 Transformaes de energia. .............................................. 125109 Energia eltrica .................................................................. 126 .................................................... 127111 Refrao da Luz. ................................................................ 128 ...........................................................130113 Transformaes de Energia .............................................. 131


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Momento (ou torque) de uma fora.

Gabarito: AA fora aplicada pelo menino e a fora peso do porto promovem ummomento horrio. Portanto, a componente horizontal da fora aplicada dobradia A a traciona para a direita, ao passo que a componente hori-

zontal da fora aplicada dobradia B a comprime para a esquerda. Defato, a maior probabilidade de que a dobradia A arrebente primeiro

02 Transformaes de Energia.


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Gabarito: B

Nas usinas hidreltricas h converso de energia potencial gravitacional naelevao do nvel da gua nos reservatrios) em energia cintica nas turbi-nas). Esta, por sua vez convertida em energia eltrica. No devemos es-quecer da dissipao de energia mecnica ou eltrica) em energia trmica.

03 Potncia e Energia.


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Gabarito: ECom a elevao do nvel da gua em relao ao plano horizontal que

contm o sistema de turbinas e geradores, a energia potencial gravitacionalEpg acumulada dada por

. .pgE m g h=Onde m a massa de gua, g, a acelerao da gravidade local e h odesnvel vertical entre o nvel da gua no reservatrio e o plano horizon-tal que contm o sistema de turbinas e geradores.

A potncia que podemos obter a partir dessa energia acumulada ser:

. . . . .pgE m g h d V g hP

t t t= = =

Onde d a densidade da gua 1,0 . 103 kg/m3) e V, o volume correspon-dente. Note que a razo corresponde vazo Z de gua. Portanto,

P = d.Z.g.h

Seja a da usina, por = /eltrica pg E E , podemosescrever a relao acima como P = d.Z.g.h

Logo, 6 3512.10 0,9.1,0.10 . .10.120Z=

Resolvendo a equao para Z, teremos

6 3

6

5,12.10

474 474.0001,08.10

m litros

Z s s=

Cujo valor mais prximo dentre as opes apresentadas

04 Transformaes de Energia.


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Gabarito: DA sequncia de transformaes de energia em usinas hidreltricas a se-guinte: A Energia potencial gravitacional , na elevao do nvel da gua, convertida em energia cintica, que por sua vez transferida para as h-lices das turbinas energia cintica de rotao) que, acopladas a geradores

eltricos, convertem energia cintica em energia eltrica Lei de Faraday) eenergia trmica Efeito Joule).

05 Transmisso de movimentos circulares


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Gabarito: AOs pedais e a coroa, assim como a roda traseira e o sistema de catracas,apresentam um acoplamento coaxial e, portanto, apresentam a mesma fre-quncia angular. A coroa e as catracas encontram-se em acoplamento por

correia, tendo a mesma velocidade linear.Seja

pf a frequncia de pedaladas, suposta constante, teremos, para acoroa:

2. . .co co p

v R f=Mas, a velocidade acima igual velocidade linear das catracas vca,ou seja, 2. . .ca ca cav R f=

Onde caf a frequncia de rotao das catracas, que igual frequnciade rotao da roda traseira

rf .

Logo, igualando as equaes acima, teremos

2. . . 2. . .ca p ca r

R f R f =

Portanto, a frequncia de rotao da roda traseira dada por

.cor pca

Rf f

R

=


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6

Da, para um dado nmero de pedaladas, teremos o maior nmero devoltas dadas pela roda traseira (maior

rf), quando maior a coroa (maior

coR ) estiver acoplada menor catraca (menor caR ).

06 Movimento circular.

80 cm 10 cm 30 cm

Gabarito: CRepare que o raio da coroa o triplo do raio da catraca a qual elaest acoplada. Logo, de acordo com a relao obtida na questo anterior,conclumos que a roda traseira completa trs voltas para cada pedalada.Portanto, a distncia total percorrida pela bicicleta, sabendo que a rodatraseira tem raio de 40 cm, dada por

3.2. . 3.2.3.0,40 7,2d R m= = =

07 Movimento circular, trabalho e potncia.


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Gabarito: AI - Correta, pois para cada coroa existem cinco possibilidades de acopla-mento. Como a bicicleta possui duas coroas, teremos dez possibilidades deacoplamento, ou dez marchas.

II Falsa, pois, a partir das relaes obtidas na questo 05, podemos obtera expresso para a velocidade da bicicleta, que a velocidade da rodatraseira, quando no h deslizamento. De fato,

.

.2.

cor p

ca

corp

r ca

Rf f

R

Rvf

R R

=

=

Portanto, a velocidade da bicicleta ser dada por

.2.cor r p

ca

Rv R f

R

=

Repare que, sendorR e pf constantes, a maior velocidade obtida,

acoplando a maior coroa menor catraca.


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III Correta, pois, ao mover-se num plano horizontal, com uma certa fre-quncia de pedaladas, o ciclista apresenta um certo dispndio energtico

por unidade de tempo. Para manter essa mesma taxa, ao subir a ladeira,o mesmo precisa de uma fora impulsora maior alm das foras usuais deresistncia, durante a subida surge a componente do peso, que paralela ladeira). Portanto, como

..F

F sF v

t t

= =

Vemos que, para uma mesma taxa de consumo de energia, uma maior for-a deve corresponder a uma menor velocidade, o que obtido, acoplando--se a menor coroa maior catraca.


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Gabarito: C fcil constatar, a partir do que a velocidade praticamen-

te constante no intervalo entre 5 s e 8 s , ou seja, a inclinao da retatangente ao praticamente nula. Logo, a velocidade praticamenteconstante nesse intervalo.

Gabarito: A


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Dilatao trmica e densidade.

-

Gabarito: EI - Falsa, pois com a dilatao trmica da gasolina, teremos apenas altera-o de volume e que, portanto, a massa no varia. Logo, com a dilatao,teramos uma massa menor para cada unidade de volume de gasolina. II

Verdadeira, pois com a reduo de temperatura, teremos uma reduo devolume, sem alterao de massa. Nesse caso, teramos uma massa maior

para cada unidade de volume de combustvel. III Verdadeira, pois, com avariao de temperatura, a massa no sofre alterao, apenas o volume.

Transformaes de Energia.

-


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-

-

(Dados adaptados de FIGUEIREDO, P.J.M. A Sociedade do lixo: resduos, a questo ener-

-

-

Gabarito: BSe para a obteno de cada quilograma de alumnio necessita-se 20 kwhde energia eltrica, dez quilogramas, evidentemente, necessitaro de 200kWh. Portanto, se o consumo mensal da residncia de 100 kWh, 10kg de alumnio consomem a energia eltrica equivalente a dois meses deconsumo nessa residncia.

-

-


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Gabarito: DOs textos revelam uma tendncia, comum ao perodo histrico conhecidocomo Renascimento, racionalizao de vrios aspectos do cotidiano. Oreencontro com textos Clssicos (Greco romanos) e uma ampla valori-

zao, no terreno das cincias naturais, de demonstraes matemticas apartir da observao dos fenmenos naturais. Tal prtica seria sistemati-zada, um pouco mais tarde, por Ren Descartes (1596 1650) e aplicadapor Galileu Galilei (1564 1642) e Isaac Newton (1642 1727), na chamadaRevoluo


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-

Gabarito: BA curva apresentada chamada de curva de vaporizao condensao.Cada ponto dessa curva representa a temperatura em que as duas fases(lquido e vapor) coexistem em equilbrio, em funo da presso, chamadade presso mxima de vapor na temperatura em questo. Observe que, napanela de presso, ocorre a transio lquido vapor. Com a panela tam-pada, o acmulo de vapor, faz com que a presso em seu interior aumente

e, consequentemente (veja o a temperatura de ebulio tambmaumenta at que, com o auxlio de um contrapeso (vlvula de presso)


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devidamente dimensionado, atinja um valor constante, acima da presso

atmosfrica externa. Portanto, a gua na panela ferve a uma temperaturamais alta do que se estivesse em uma panela sem tampa, promovendo,desta forma, um cozimento mais rpido.

Gabarito: E

Quando a presso, em virtude do escapamento promovido pela vlvula,se estabiliza, a temperatura, de acordo com o tambm permanececonstante. Logo, abaixando-se o fogo, reduz-se a quantidade de calor porunidade de tempo transferida gua da panela, sem, no entanto, alteraro tempo de cozimento. Note que tal procedimento alm de economizar gs,diminui a velocidade com que a gua se converte em vapor.

Transformaes de energia


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-

Gabarito: BA partir da energia proveniente do Sol, temos vrias converses energti-cas, culminando com a energia eltrica. Note que o diagrama informa, emmegawatts (MW) a potncia correspondente a cada modalidade. Logo, paraum dado intervalo de tempo,

6Energia Eltrica 500 000 MW 2,5.10Energia Solar 200 000 000 000 MW

= =

Ou seja, 2,5 milionsimos da energia solar.

Transformaes de energia.

-


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Gabarito: EAs termoeltricas funcionam a partir da queima de combustveis fsseis(restos de plantas e animais) como o petrleo, cuja produo leva milhesde anos.

Transformaes de energia.

- -

DeEm

Dinamite

-


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Gabarito: A

Desde que no haja converso de massa em energia (E = m.c2

), cuja des-crio tem como base a Teoria da Relatividade e que ocorre em eventosnucleares, teremos sempre conservao da energia.

-

-

original)

Luminosidademedida

(lmens)

Gabarito: D

De acordo com a tabela, a lmpada de 60 W 120 V, quando ligada auma rede de 127 V, desenvolve uma potncia de 65 W (cerca de 8 % maior),luminosidade de 920 lmens (cerca de 23 % maior) e durabilidade de cercade 452 horas (reduo de cerca de 55% na vida til).


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19 Transformaes de energia.

O resultado da converso direta de energia solar uma das vrias formas de

calor;

-


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Gabarito: E

I Falsa, pois para manter o aquecimento o maior tempo possvel pre-ciso reduzir ao mximo as perdas de calor por conduo no reservatrio.Portanto, o mesmo deve ser constitudo de material isolante (adiabtico).II - Correta, pois o vidro permevel s ondas trmicas (infravermelho)curtas e semi-permevel s ondas trmicas longas, ou seja, parte dessasondas longas que so emitidas, aps absoro, pelos corpos no interior daestufa, conseguem escapar para o ambiente externo, ao passo que parte seacumula no interior da estufa de vidro. III Correta, pois as cores escurasem geral absorvem melhor a radiao trmica incidente. Logo, haver

maior elevao de temperatura.

Nome Distncia mdiaao centro de

Io

Ganimedes

Calisto

-


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Gabarito: BDevemos associar a aos dados contidos na tabela referentes distncia mdia ao centro de Jpiter. Portanto, 1 Ganimedes ; 2 Io ; 3- Europa; 4 Calisto.

-

da matria orgnica;


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Gabarito: DI - Verdadeira, pois, com a energia trmica liberada no processo de nuclear, a gua no reator aquecida acima da temperatura crtica da

gua que de cerca de 3740 C. Desse modo o vapor (gs) pode ser com-primido sem provocar liquefao do mesmo e, portanto, sem reduzir suapresso. II - Verdadeira, pois, esse vapor utilizado para fazer girar umaturbina acoplada a um gerador de eletricidade. Tal converso possvel

graas induo eletromagntica, formalizada pela Lei de Faraday. III- Falsa, ao passar pelo condensador, o vapor resfriado abaixo de suatemperatura crtica, ocorrendo a a liquefao (condensao) do mesmo,retornando ao reator no estado lquido. Ao se resfriar, o vapor cede calor

para a gua do condensador (que utiliza a gua de um rio), que se aque-ce. Essa gua aquecida bombeada de volta para o rio, onde provocamalteraes ambientais afetando, assim, o metabolismo dos peixes (com areduo da concentrao de O2).

-


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Gabarito: AA partir do esquema, percebemos que a potncia total proveniente docombustvel de 71 kW (descontando-se 1 kW da evaporao). A quanti-dade total de energia por unidade de tempo dissipada (transferida para o

ambiente) no processo 56,8 kW. Logo, a perda percentual x ser dadapor:

( )56.8

.100 % 80%71

x= =


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Gabarito: AEm sua rbita quase circular ao redor da Terra, a Lua projeta um conede sombra no espao que interceptado pela Terra (Eclipse Solar, queocorre na Lua Nova) ou atravessa o cone de sombra projetado pela Terrano espao (Eclipse Lunar, que ocorre na Lua Cheia).

Observe que a primeira mostra boa parte do disco solar en-coberto pela lua. Logo, o observador deve estar bem prximo da umbra(ponto III). Note tambm que a primeira e a terceira apresentamuma similaridade na parte visvel do disco solar. Portanto, esses obser-vadores devem estar situados do mesmo lado da poro da penumbra.Como o observador situado no ponto I no v o eclipse (regio iluminada),conclui-se que as representam, respectivamente, os pontos III,V e II.

-


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-

Gabarito: DComo a garrafa de vidro e a lata de alumnio ( com a mesma capacidade)

permaneceram um bom tempo na geladeira, conclumos que esto pratica-mente na mesma temperatura. A diferena percebida na sensao trmicadeve-se ao fato de que os dois materiais (vidro e alumnio) tm diferentescondutibilidades trmicas. Como o metal conduz melhor o calor, teremosum trmico mais intenso da mo para o metal do que da mo para

o vidro. O que, de fato, explica a diferena observada (o metal retira ocalor das mos mais rapidamente ).


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Gabarito: EO valor da frao percentual do consumo de energia por parte de umdeterminado aparelho pode ser determinado pela razo entre a energiaconsumida pelo aparelho (multiplicada, evidentemente, pelo nmero de apa-relhos do mesmo tipo) e a energia eltrica total consumida pela residncia.

Por outro lado, sabemos que a energia eltrica dada por

.E P t=

Onde P a potncia do aparelho e o tempo total de utilizao desse

aparelho. Logo, o valor das fraes percentuais do consumo de energia el-trica depende da potncia do equipamento, das horas de funcionamento e donmero de equipamentos utilizados.


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Gabarito: CVemos, a partir do fornecido, que o chuveiro eltrico responde

por cerca 25 % (1/4) do consumo de energia eltrica dessa residncia.Logo, para um consumo mensal total de energia eltrica de 300 kWh,um chuveiro de 5000 W (5 kW). Logo, a energia consumida pelo chuveiromensalmente ser E = 300 /4 = 75 kWh. Logo, o tempo total de uso ser

7515 horas / ms

5

Et

P = = =

Portanto, o tempo de uso dirio ser

15 1hora = 30 minutos

30 2t = =

Para quatro moradores, o tempo mdio de durao do banho ser

30

7,5 minutos (7 min 30s)4mt = =


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Gabarito: D

Como vimos em questes anteriores, a energia pode ser calculada por

.E P t=

Ou seja, pelo produto da potncia ( W, kW, MW,...) pelo intervalo de tempo(s, min, h,...). Portanto, a unidade correta para se expressar energia , porexemplo, MWh (megawatt hora) e no MW/h (megawatt por hora) que soacomo uma espcie de variao temporal da variao temporal de energia.

Logo, as unidades corretas para energia so:

Joule (J) = W . s (Sistema Internacional)Quilowatt hora = (kWh)Megawatt hora = (MWh)


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Gabarito: DI - Verdadeira, pois, dentro do refrigerador, o ar circula por conveco,

ou seja, com o resfriamento do ar prximo ao congelador, este desce (re-duo de volume e aumento da densidade) enquanto que o ar mais quente(aumento de volume e reduo na densidade) sobe, de mo do que hajatroca de energia em virtude do movimento da matria (massa gasosa).

II - Falsa, pois o gelo, assim como o ar, um bom isolante trmico, oque comprometeria a transferncia de calor entre o ar e o congelador.

III - Verdadeira, pois a grade na parte de trs o radiador, ou seja, atravs dela que o calor transferido para o ambiente externo. Qualquerresduo (poeira, gordura,...) pode comprometer essa transferncia, o que fazcom que o compressor seja acionado um nmero maior de vezes aumen-tando o consumo de energia eltrica que, ao longo de um ms, durante 24horas dirias de funcionamento, pode fazer diferena na conta de energiaeltrica. importante ressaltar que algumas pessoas tm por hbito utilizara grade como uma espcie de secador de roupas. Tal procedimento , no

s danoso para o aparelho refrigerador, como tambm assegura um maior

consumo de energia eltrica.


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6

Gabarito: CPara uma geladeira com paredes de 4 cm de espessura, temos uma fraopercentual em relao energia mensal total consumida de

35.100(%) 17,5%

200=

J o refrigerador cujas paredes so de 10 cm, teremos

15.100(%) 7,5%

200=

Logo, o aumento percentual do consumo da geladeira com paredes de 4cm de espessura em relao geladeira com paredes de 10 cm de es-

pessura foi de

17,5 (%) - 7,5 (%) = 10%


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Gabarito: APara que se possa produzir um feixe eletrnico (eltrons em movimentoacelerado), necessrio uma d.d.p. muito alta (alta voltagem ou alta ten-

so). Portanto, no conveniente abrir o gabinete muitomenos tocar as peas no interior do televisor.

Alm do mais, cargas eltricas em movimento so afetadas por camposmagnticos, de modo que a presena de ms afeta a trajetria dos eletrose, consequentemente, do feixe, alterado as imagens.


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Na eternidade

Eu quisera ter

Tantos anos-luz

Quantos fosse precisar

Para cruzar o tnel

Do tempo do seu olhar

Gabarito: CEm virtude das imensas distncias envolvidas em Astronomia, adota-sealgumas unidades bastante teis como o ano-luz , o parsec, o megaparsec.Um ano-luz corresponde distncia percorrida pela luz (velocidade de2,998 x 105 km/s) em um no ( cerca de 365 x 24 x 3600 = 3,154 x 107 s).

De acordo com a Teoria Especial da Relatividade a velocidade da luz(onda eletromagntica) uma das constantes fundamentais da natureza.

Portanto, tudo que vemos no universo depende do tempo que a radiaoleva para chegar at ns. Logo, ao contemplarmos o cu estamos rece-bendo uma informao luminosa que j deixou a fonte luminosa (estrelas,

galxias) h centenas, milhares, milhes ou bilhes de anos. A estrelamais prxima da Terra, depois do Sol, est na constelao de Centauro,prxima do Cruzeiro do Sul. O sistema Alpha-Centauri (na verdade, umsistema triplo) est a 4,4 anos-luz de distncia. Isso que, quandoobservamos esse sistema apreciamos uma radiao que viajou pelo espaodurante 4,4 anos. Logo, vemos esse sistema estelar como ele foi h 4,4


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anos. Nossa Galxia, a Via Lctea tem um dimetro presumido de 100.000anos-luz. Isto , levaramos 100.000 anos para atravessar a Via Lctea com

a velocidade da luz. Na verdade levaramos bem mais do que isso, poisnenhuma forma de matria conhecida pode atingir a velocidade da luz.

O parsec corresponde a cerca de 3,26 anos-luz e o megaparsec 3,26 x106 anos-luz. Portanto, o ano-luz uma unidade de distncia, que equivalea 1 ano luz = v. t1 ano-luz = (2,998 x 105km/s). ( 3,154 x 107s)1 ano-luz = 9,45 x 1012 km (mais de nove trilhes de quilmetros).


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Na comparao entre diversos processos de gerao de energia, devem serconsiderados aspectos econmicos, sociais e ambientais. Um fator economica-

-

correspondentes a cada etapa de dois desses processos esto indicados entre

termoeltrica;

fornalha;

-

Gabarito: ANo uso direto, o rendimento global : 0,95 x 0,70 = 0,665, enquantoque para o uso indireto, teremos: 0,40 x 0,90 x 0,95 = 0,342. A menor para o uso indireto se sobretudo em virtude do baixo

rendimento das usinas


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36

-

Gabarito: DA massa total de utilizada na queima de :

87 42.10

2.10 2.10 toneladas de carvo10 /

kwhm kgkwh kg= = =

O nmero de a esse transporte

42.102.000 caminhes

10N= =

-


44/138

37

-

Gabarito: AEm virtude de seu maior em terra, durante odia, o ar nas proximidades da terra se se dilata, menos densoe sobe, nessa uma zona de baixa Logo, em virtudedesse gradiente de o ar se do mar para o (brisa Por outro lado, durante a noite o se inverte,pois a esfria mais lentamente que a terra(menor logo, a zona de baixa agora

sobre o mar e o gradiente de fora o ar do para omar (brisa terrestre ou


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38

-

dades.

-

Gabarito: C

Todas as envolvem, nitidamente, a deenergia em energia (Efeito Se tais observadas, boa parte da energia em energia que, alm do podem

-


46/138

39

Gabarito: D

das fontes de energia o fato de uma por parte destas, da de veis fsseis.

-

eltricos;


47/138

Gabarito: DAs usinas as usinas de baixo rendimento quando as usinas que utilizam a queima de fsseis (leo, ou o rendimento em torno de 38%, isto , de 38 % da energiaproveniente dos se em enquanto que asusinas possuem um rendimento mdio de 93 %.

-

-


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41

Gabarito: D

Na abaixo, temos as pais fases da Lua. Observe que o a maior luminosidade fase de Lua (que por volta das 18 e se por volta das seisda atingindo o ponto maisalto do por volta da

Logo, de a do e as de semana quele mais prximo do dia 02 deoutubro, quando se a fase de Lua ou seja, de 29 a 30 de

setembro.

39

-

ao sol

Massa

Acelerao

da gravida-

de

Composio

da atmosfera

mdia

Gases

Carbono


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Gabarito: E

Como a temperatura de diminui o aumento da e sabendo que a em Marte de 100 vezes menorque a terrestre, que temperatura mdia 0 a temperatura de do gelo superior a 00 C. Logo, en no estado na de Marte. Talvez, no subsolo

sob enormes pelas


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O setor de transporte, que concentra uma grande parcela da demanda de ener-

Gabarito: EO conceito de rendimento est diretamente relacionado s energias til etotal para uma dada quantidade de combustvel , independendo, nesse caso,das velocidades atingidas. Evidentemente, se, sob as mesmas condies, oleo de girassol permitiu ao trator uma maior autonomia relativa a umlitro do combustvel em relao ao leo Diesel, isso que paraquantidades iguais, o leo de girassol libera uma quantidade maior deenergia que o leo Diesel. Logo, o consumo tambm ser menor demoran-do mais para esvaziar o tanque, j que o rendimento maior.

-tece


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44

Gabarito: ANa mistura que ocorre no cilindro entre o ar e o combustvel, libera-seuma certa quantidade de energia que aciona o eixo que transfere momento(ou torque) s rodas, alm do calor liberado durante esse processo de

queima. As abaixo mostram as fases principais de um motor combusto de quatro tempos .

-

-

2)

0,8

738


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45

Gabarito: BA massa de GNV que libera a mesma quantidade de energia que um qui-lograma de gasolina pode ser calculada por

( )46900 .1

0,934

50200

kjkg

kgm kg

kj

kg

=

Logo, o volume de GNV correspondente massa acima ser:

30,934 1,170,8

GNV

mV m

d= =

massa de um quilograma de gasolina, ou seja

( )

( )3

3

10,00135

738 /gas

kgV m

kg m=

Comparando os volumes, teremos:

1,17867

0,00135

GNV

gas

V

V=

Portanto, como o volume correspondente de GNV muito maior que o degasolina, o mesmo deve ser armazenado sob alta presso.


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54/138

1 P1 P2 7555

2 P2


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Gabarito : A

Como as duas varas de medio constituem , juntamente com a mangueira,um conjunto de vasos comunicantes e que, portanto, a superfcie livre dagua no interior de cada uma das varas encontra-se sob a mesma presso,independentemente dos pontos escolhidos, o nvel da superfcie livre da guana mangueira ser o mesmo. Portanto, basta medir a diferena entre ascolunas verticais nas varas. A partir da tabela, percebe-se que a diferenade leitura entre P1 e P2 de +75 cm, ou seja, o ponto P1 est 75 cmacima do ponto P2. J o ponto P3 est 25 cm abaixo do ponto P2 e,

portanto, 50 cm acima de P1. E, o ponto P4 est 55 cm acima

de P3 e, de fato, 105 cm acima de P1. Logo, o mais adequado aquele que est de acordo com a abaixo:


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Gabarito: AComo parte do ciclo da gua, a evaporao contnua das guas -ciais dos oceanos mais que para impedir a elevao do nveldos mares. As geleiras constituem a maior fonte de gua doce do planeta.

Gabarito: D

O processo de gerao de energia eltrica em usinas nucleares baseadono processo de nuclear em que ncleos de material fssil (geralmente


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urnio 235U) so bombardeados por nutrons velozes. A reao abaixo ilus-

tra um dos possveis processos de liberao de energia durante a nuclear de um ncleo de 23592

U, formando xennio e estrncio, alm daliberao de dois nutrons que vo promover a de outros ncleosde urnio, num processo conhecido como reao em cadeia, mais energiana forma de radiao gama.

( )235 1 134 100 192 0 54 38 02U n Xn Sr n Energia + + + +

Como a nuclear no representa a queima de combustveis fsseis,

seu impacto direto na atmosfera bastante reduzido. Por outro lado, aspreocupaes giram em torno da segurana das centrais nucleares. Pois,um vazamento de combustvel nuclear ou o armazenamento inadequadodos produtos das reaes (lixo atmico) podem provocar eventos catastr-

inimaginveis. O acidente da usina ucraniana de Chernobyl em 26de Abril de 1986, onde cerca de 30 pessoas morreram instantaneamente eum sem nmero ainda sofre os efeitos da exposio a nveis elevados danuvem radiativa que escapou do reator da usina.

Logo, as duas acima so vlidas no que se refere s vantagense desvantagens do uso da energia nuclear.


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46 Transformaes de energia.

(Francisco Caruso & Luisa Daou. Tirinhas de Fsica. Vol. 2. CBPF. Rio de Janeiro. 2000)

Gabarito: CDe fato, se desprezarmos o aquecimento produzido ao esticarmos (rete-sarmos) a corda do arco e tambm o fato de parte da energia potencialelstica da corda ser transferida para o arco, assim como para o ar e

para o brao do arqueiro, na forma de vibraes, teremos um sistemaconservativo, em que toda a quantidade de energia potencial elstica (cor-respondente ao trabalho necessrio para estic-la) ser transferida para a

na forma de energia cintica.


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47 Dinmica dos movimentos curvilneos.

(Adaptado. Luisa Daou & Francisco Caruso. Tirinhas de Fsica. Vol. 2. CBPF. Rio de Janei-

ro. 2000)

Gabarito: DNa verdade, a fora de trao sobre a massa (que tem peso) constituiuma resultante centrpeta. Dependendo da velocidade de rotao (escalarou angular), assim como da massa e do raio da trajetria circular, aresultante centrpeta, que corresponde trao, necessria para suspendera garrafa ser dada por

2. .

.

c garrafa

garrafa

R T m w R P

ou

Pw

m R

= = >

>


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Note que, quanto maior o peso da garrafa, para um dado raio e uma

dada massa, devemos gira a massa com maior velocidade. Por outro lado,se tivermos, para uma mesma garrafa, uma massa maior na outra extre-midade do poderemos erguer a garrafa com uma velocidade angularde rotao menor.

48 Potncia e energia eltrica

Ar condicionado 8

1/3

Geladeira

6

Gabarito: EA energia eltrica consumida por cada aparelho :

.E P t=


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Onde P a potncia de cada aparelho e t o tempo de uso.

Calculemos a energia (em Kwh) consumida por cada aparelho1

2

3

4

5

1,5.8 12

13,3. 1,1

3

0,2.10 2

0,35.10 3,5

0,10.6 6

E kWh

E kWh

E kWh

E kWh

E kWh

= =

= =

= == == =

A energia total em 30 dias ser deE = 30.(12+1,1+2+3,5+0,6) = 576 kWhO custo ser576.0,40 = R$ 230,40


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Gabarito: EAs abaixo mostram as principais fases da vistas por observa-dores no Hemisfrio

Nova: o znite (ponto mais do por do meio-dia , Portanto, a

Nova nasce por das 6 h e se pe em tornodas 18 h

o znite por das18 h, nascendo, portanto, s 6 h e se pondo


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o znite por dameia-noite, nascendo por das 18 h ese pondo s Portanto, nessa fase a vista toda a

o znite por das 6 h, portanto, nascendo meia-noite e se

pondo ao

A fase entre a e a chamada de

A fase entre a e a - chamada de

Portanto, a nica fase corresponde da a --crescente, o oeste j para observadores

no hemisfrio os mesmos devem se para o norte para a no ponto mais de trajetria o observador tem direita o Leste e o a

fase em o ponto mais s seis horasda Em ao Hemisfrio Norte, as se invertem, emboraa fase seja a mesma, apenas a perspectiva em adiferentes observadores na da


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57

Gabarito: B de necessria para promover a de determinada massa m de dada por

F

Onde LF

o de seja, a de por de massa (por por necessria para o a 00

22 5

2216

5

12 3

1,6.10 ( ) .3,2.10

portanto,

1,6.10m = 5,0.10

3, 2.10

,

5,0.10.10 .10 50 trilhes de toneladastrilho tonelada

JJ m

kg

kg

mas

m kg

=

=

= =


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58

Gabarito: E pois, sendo a capacidade mxima a potncia partir da embora com menor potncia mais Trs

II - Verdadeira, pois, como foi exposto acima, com menor potncia

mais do Trs o a torna mais


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59

III - a entre a potncia e a rea

para as

2

2

2

Gargantas 2

12.6009 /

1.400

18.20018, 2 /

1.000

Itaipu

Trs

MWr MW km

km

MWr MW km

km

= =

= =

Gabarito: Nas do dos provenientes das

ocorrem no interior do h,evidentemente, de dessas


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na de artefatos

Na do

235

92U

, extremamente n- em Porm, nos reatores os tm bastante ordem de 105 Esses absorvidos por de

O238

92U absorve e se transforma em

239

92U , -

tamente e sofrendo decaimento- e se transforma em netnio239

92NP

Os de netnio, por vez, sofrem em mais de doisdias, novo decaimento , se transformando em

239

92PU

,

meia-vida de cerca de novo

238 1 239 239 0 239

92 0 92 93 1 94U n U Np Pu

+ + +

pode ser com

O decaimento- pode ser representado a partir da

en p e v + +

seja, decai em prton o o no nmero sem o nmero de massa aps o decaimento, (e- e ( ev

53


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Gabarito: EI - Verdadeira, pois, se aos a demanda 40%, evidente-mente todas as operando com 60% da capacidade mxima(potncia , a demanda ser

II - Verdadeira, pois, nesse caso sendo P a potncia mxima de cada teremos para a potncia

( ), , ,12. 12. 0, 20. 14, 4.totalP P P P= + =

P corresponde a 1/24 da potncia P, teremos

,14, 4. 14, 4. 0, 60.24

total

PP P P= = =

a opera com 60 % da potncia atendendo, dessaforma, refazendo o para as novas teremos,

( ), , ,14. 1. 0, 40. 14, 4.totalP P P P= + =

O nos d, novamente,

,14, 4. 14, 4. 0, 60.24

total

PP P P= = =


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b

f

VHx

h V =


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Gabarito: D a da caixa o da da teremos

4H

h=

A menor do carneiro do ocorre para a menor Vb/

Vf seja, o menor de V

b dividido maior de V

f , isto ,

120 1

1200 10

b

f

V

V= =

min

14. 0,40 40%

10 = = = maior a de motor a

Gabarito: D a vemos 1/ 5h

H= pertence ao

1 1 1

6 5 4<


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-

-

Gabarito: ETodo corpo parcial ou totalmente imerso em um caso, lquido)

sofre a ao de uma fora vertical, para cima e de mdulo igual ao pesode deslocado. Essa fora o empuxo . De fato,

. . .liqdesl desl desl

liq liq liqE P m g d v g= = =

Mas, o volume de lquido deslocado igual ao volume do corpo submerso,ou seja,

. .submersocorpo

liqE d v g=

Portanto, o empuxo (fora aplicada pelo lquido sobre a escultura) pro-porcional ao volume da mesma, j que esta se encontra completamente

submersa.


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Física - Prepare-se Para o ENEM

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