Porque a agulha de uma bússola se desloca de sua sua posição original quando é aproximada nadar um fio por um passo uma corrente elétrica?

Q: Porque a agulha de uma bússola se desloca de sua posição original quando é aproximada a um fio onde passa uma corrente elétrica?

Isso se dá porque um fio condutor quando percorrido por uma corrente elétrica, gera em torno de sí um campo magnético, de mesma natureza que daquele de um ímã natural. Um ímã, como a agulha da bússola, possui dois polos magnéticos, norte e sul.

Q: Qual a única possibilidade para a mudança de direção da agulha da bússola?

A única possibilidade para a mudança de direção da agulha da bússola era a presença de um campo magnético diferente daquele provocado pela Terra. A conclusão de Oersted foi que cargas elétricas em movimento eram capazes de criar campo magnético.

Q: Quando aproximamos uma bússola de um fio que circula uma corrente a agulha da bússola pode sofrer uma deflexão ou pode não sofrer deflexão explique?

Ela sofre uma deflexão pois surge um campo magnético ao redor do fio que é capaz de agir sobre a agulha da bússola. Ou seja, quando passa uma corrente por um fio, essa corrente gera um campo magnético ao redor dele fazendo com que a bússola fique orientada.

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Porque a agulha de uma bússola se desloca de sua posição original quando é aproximada a um fio onde passa uma corrente elétrica?
Qual a única possibilidade para a mudança de direção da agulha da bússola?
Quando aproximamos uma bússola de um fio que circula uma corrente a agulha da bússola pode sofrer uma deflexão ou pode não sofrer deflexão explique?

2 APOSTILA DE FÍSICA º ANO DO ENSINO MÉDIO Fabiana de Oliveira Lemos Araújo Coordenadora de Área De física

3 UNIDADE 1 - CARGA ELÉTRICA PROGRAMA DA UFMG Carga Elétrica a) Processos de eletrização por atrito, por contato e por indução. b) Condutor e isolante elétrico. c) Lei de Coulomb. 05. (UFMG-1989-B) O arranjo de cargas puntiformes fixas nos vértices de um quadrado que poderia ter força resultante nula sobre uma das cargas é A) B) C) D) E) UFMG 01. (UFMG-1983) A figura apresenta cargas elétricas fixas nos vértices de um quadrado. As forças que a carga q exerce sobre as cargas q 1, q 2 e q 3 são iguais em módulo. 06. (UFMG-1991-B) Observe a figura. Podemos concluir que q q 3 Q q A) q 1 = q 3 > q 2 B) q 1 = q 2 = q 3 C) q 3 > q 2 > q 1 D) q 3 < q 2 < q 1 E) q 3 = q 1 < q (UFMG-1985) Um isolante elétrico A) não pode ser carregado eletricamente B) não contém elétrons C) tem de estar no estado sólido D) tem, necessariamente, resistência elétrica pequena E) não pode ser metálico. 03. (UFMG-1986) Uma bolinha I carregada positivamente atrai duas outras bolinhas, II e III. As bolinhas II e III também se atraem. A alternativa que melhor explica esses fatos é: A) as bolinhas II e III têm cargas negativas. B) as bolinhas II e III têm cargas positivas. C) a bolinha II tem carga negativa e a III, carga positiva. D) a bolinha II tem carga positiva e a III, carga negativa. E) a bolinha II estava neutra e a III, com carga negativa. 04. (UFMG-1989-A) Duas esferinhas metálicas, P e Q, suspensas por fios isolantes e próximas uma da outra, repelem-se. Pode-se concluir com certeza que A) ambas têm cargas positivas. B) ambas têm cargas negativas. C) uma tem carga positiva e a outra, negativa. D) uma tinha carga negativa e a outra, ao se aproximar dela, adquiriu carga positiva por indução. E) ambas têm cargas de mesmo sinal, positivo ou negativo. q 1 q 2 3 Uma carga elétrica puntual +Q encontra-se fixada sobre um mesa isolante, conforme mostrado na figura. Um pequeno corpo C, eletrizado com uma carga também positiva +q, é abandonado sobre a mesa, nas proximidades de +Q. Em virtude da repulsão elétrica entre as cargas, o corpo C se desloca em linha reta sobre a mesa. Considere que a força resultante que atua sobre C é devida apenas à carga Q. Sendo a sua aceleração e V sua velocidade, pode-se afirmar que, enquanto C se desloca, A) a diminui e V aumenta. B) a diminui e V diminui. C) a aumenta e V aumenta. D) a aumenta e V não varia. E) a não varia e V aumenta. 07. (UFMG-1994-B) Observe a figura que representa um triângulo equilátero. +q Nesse triângulo, três cargas elétricas puntuais de mesmo valor absoluto estão nos seus vértices. O vetor que melhor representa a força elétrica resultante sobre a carga do vértice 1 é A) B) C) D) E) +q C -q

4 08. (UFMG-1996-A) Um estudante atrita uma barra de vidro com um pedaço de seda e uma barra de borracha com um pedaço de lã. Ele nota que a seda e a lã se atraem, o mesmo acontecendo com o vidro e a borracha. O estudante conclui que esses materiais se dividem em dois pares que têm cargas do mesmo tipo. Com base nesses dados, pode-se afirmar que A) a conclusão do estudante está errada. B) esses pares são o vidro com a borracha e a seda com a lã. C) esses pares são o vidro com a lã e a seda com a borracha. D) esses pares são o vidro com a seda e a borracha com a lã. 09. (UFMG-1998) Um professor mostra uma situação em que duas esferas metálicas idênticas estão suspensas por fios isolantes. As esferas se aproximam uma da outra, como indicado na figura. Três estudantes fizeram os seguintes comentários sobre essa situação. Cecília - uma esfera tem carga positiva, e a outra está neutra; Heloísa - uma esfera tem carga negativa, e a outra tem carga positiva; Rodrigo - uma esfera tem carga negativa, e a outra está neutra. Assinale a alternativa CORRETA. A) Apenas Heloísa fez um comentário pertinente. B) Apenas Cecília e Rodrigo fizeram comentários pertinentes. C) Todos os estudantes fizeram comentários pertinentes. D) Apenas Heloísa e Rodrigo fizeram comentários pertinentes. 10. (UFMG-2001) Duas esferas metálicas idênticas - uma carregada com carga elétrica negativa e a outra eletricamente descarregada - estão montadas sobre suportes isolantes. Na situação inicial, mostrada na figura I, as esferas estão separadas uma da outra. Em seguida, as esferas são colocadas em contato, como se vê na figura II. As esferas são, então, afastadas uma da outra, como mostrado na figura III. A) em I, as esferas se atraem e em III, elas se repelem. B) em I, as esferas se repelem e, em III, elas se atraem. C) em I, não há força entre as esferas. D) em III, não há força entre as esferas. 11. (UFMG-2001) Duas cargas elétricas idênticas estão fixas, separadas por uma distância L. Em um certo instante, uma das cargas é solta e fica livre para se mover. Considerando essas informações, assinale a alternativa cujo gráfico melhor representa o módulo da força elétrica F, que atua sobre a carga que se move, em função da distância d entre as cargas, a partir do instante em que a carga é solta. 12. (UFMG-2003) Aproximando-se um pente de um pedacinho de papel, observa-se que não há força entre eles. No entanto, ao se passar o pente no cabelo e, em seguida, aproximá-lo do pedacinho de papel, este será atraído pelo pente. Sejam F pente e F papel os módulos das forças eletrostáticas que atuam, respectivamente, sobre o pente e sobre o papel. Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que A) o pente e o papel têm cargas de sinais opostos e F pente = F papel. B) o pente e o papel têm cargas de sinais opostos e F pente > F papel. C) o pente está eletricamente carregado, o papel está eletricamente neutro e F pente = F papel. D) o pente está eletricamente carregado, o papel está eletricamente neutro e F pente > F papel. I II III Considerando-se as situações representadas nas figuras I e III, É CORRETO afirmar que, 4

5 13. (UFMG-2006) Duas pequenas esferas isolantes - I e II -, eletricamente carregadas com cargas de sinais contrários, estão fixas nas posições representadas nesta figura: A carga da esfera I é positiva e seu módulo é maior que o da esfera II. Guilherme posiciona uma carga pontual positiva, de peso desprezível, ao longo da linha que une essas duas esferas, de forma que ela fique em equilíbrio. Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que o ponto que melhor representa a posição de equilíbrio da carga pontual, na situação descrita, é o A) em cada montagem, ambas as esferas estão carregadas. B) em cada montagem, apenas uma das esferas está carregada. C) na montagem I, ambas as esferas estão carregadas e, na II, apenas uma delas está carregada. D) na montagem I, apenas uma das esferas está carregada e, na II, ambas estão carregadas. 15. (UFMG-2008) Durante uma aula de Física, o Professor Carlos Heitor faz a demonstração de eletrostática que se descreve a seguir. Inicialmente, ele aproxima duas esferas R e S uma outra esfera isolante, eletricamente carregada com carga negativa, como representado na Figura I. Cada uma dessas esferas está apoiada em um suporte isolante. A) R. B) P. C) S. D) Q. 14. (UFMG-2007) Em seu laboratório, o Professor Ladeira prepara duas montagens I e II, distantes uma da outra, como mostrado nestas figuras: Em seguida, o professor toca o dedo, rapidamente, na esfera S, como representado na Figura II. Em cada montagem, duas pequenas esferas metálicas, idênticas, são conectadas por um fio e penduradas em um suporte isolante. Esse fio pode ser de material isolante ou condutor elétrico. Em seguida, o professor transfere certa quantidade de carga para apenas uma das esferas de cada uma das montagens. Ele, então, observa que, após a transferência de carga, as esferas ficam em equilíbrio, como mostrado nestas figuras: Isso feito, ele afasta a esfera isolante das outras duas esferas, como representado na Figura III. Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que, após a transferência de carga, 5 Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que, na situação representada na Figura III,

6 A) a esfera R fica com carga negativa e a S permanece neutra. B) a esfera R fica com carga positiva e a S permanece neutra. C) a esfera R permanece neutra e a S fica com carga negativa. D) a esfera R permanece neutra e a S fica com carga positiva. GABARITOS: UNIDADE 1 - FORÇA ELÉTRICA UFMG 01 E 06 A 11 C 02 E 07 C 12 C 03 E 08 C 13 C 04 E 09 C 14 C 05 C 10 A 15 D 6

7 UNIDADE 2 - CAMPO ELÉTRICO PROGRAMA DA UFMG Campo Elétrico a) O vetor campo elétrico. b) Linhas de força. c) Campo elétrico em condutores. d) Movimento de cargas pontuais em um campo elétrico uniforme. UFMG 01. (UFMG-1988-B) Um próton e um elétron são abandonados entre duas placas eletrizadas, onde existe um campo elétrico uniforme. Suponha que sobre essas partículas atuam apenas as forças F P (no próton) e F E (no elétron) exercidas pelo campo elétrico e sejam ap e a E as acelerações que elas adquirem. Considerando-se os módulos das forças e das acelerações mencionadas, pode-se afirmar que A) F P = F E e a P = a E B) F P = F E e a P < a E C) F P > F E e a P > a E D) F P > F E e a P < a E E) F P < F E e a P = a E 02. (UFMG-1990-B) Observe a figura. +Q -Q O campo elétrico E, entre duas placas carregadas com cargas iguais, mas de sinais contrários, é uniforme. A respeito da força elétrica que atua sobre uma carga +q, colocada entre as referidas placas, pode-se afirmar que +q A) aumenta à medida que a carga +q se aproxima da placa negativa. B) é inversamente proporcional à distância de +q à placa negativa. C) é inversamente proporcional à distância de +q à placa positiva. D) é nula, qualquer que seja a posição de +q entre as placas. E) tem o mesmo valor, qualquer que seja a posição de +q entre as placas. 03. (UFMG-91-A) Pessoas que viajam de carro, durante uma tempestade, estão protegidas da ação dos raios porque A) a água da chuva conduz o excesso de carga da lataria do carro para a terra. B) as cargas elétricas se distribuem na superfície externa do carro, anulando o campo elétrico em seu interior. C) o ambiente em que se encontram é fechado. D) o campo elétrico criado entre o carro e o solo é tão grande, que a carga escoa para a terra. E) o carro está isolado da terra pelos pneus. 04. (UFMG-93-A) Observe a figura. Nessa figura, três cargas elétricas pontuais, de mesmo módulo, estão dispostas nos vértices de um triângulo equilátero. Dessas três cargas elétricas, duas têm sinal positivo e uma, negativo. A alternativa que melhor representa a direção e o sentido do campo elétrico resultante no ponto P, centro geométrico desse triângulo, é a) b) c) d) e) 05. (UFMG-93-B) Duas cargas positivas e iguais estão próximas uma da outra. Indique a alternativa que melhor representa as linhas de força do campo elétrico resultante criado por essas cargas no espaço em torno delas. A) B) C) D) E) P 7

8 06. (UFMG-94-A) Observe a figura. e 0 - v 09. (UFMG-97-A) Atrita-se um bastão com lã de modo que ele adquire carga positiva. Aproxima-se então o bastão de uma esfera metálica com o objetivo de induzir nela uma separação de cargas. Essa situação é mostrada na figura. Nessa figura, duas placas paralelas estão carregadas com cargas de mesmo valor absoluto e de sinais contrários. Um elétron penetra entre essas placas com velocidade v paralela às placas. Considerando que apenas o campo elétrico atua sobre o elétron, a sua trajetória entre as placas será A) um arco de circunferência. B) um arco de parábola. C) uma reta inclinada em relação às placas. D) uma reta perpendicular às placas. E) uma reta perpendicular às placas. 07. (UFMG-95-B) Um ponto P está situado à mesma distância de duas cargas, uma positiva e outra negativa, de mesmo módulo. A opção que representa corretamente a direção e o sentido do campo elétrico criado por essas cargas, no ponto P, é A) B) Pode-se afirmar que o campo elétrico no interior da esfera é A) diferente de zero, horizontal, com sentido da direita para a esquerda. B) diferente de zero, horizontal, com sentido da esquerda para a direita. C) nulo apenas no centro. D) nulo em todos os lugares. 10. (UFMG-97-A) A figura mostra, esquematicamente, as partes principais de uma impressora a jato de tinta. Eletrizador P v C) D) Gerador de gotas Placas defletoras Papel E) O campo elétrico é nulo em P. 08. (UFMG-96-B) Um estudante coloca pequenos pedaços de papel sobre uma placa de isopor debaixo de uma peneira de plástico. Ele atrita um pente em seus cabelos, aproxima-o da peneira e repara que os papéis são atraídos pelo pente. Depois troca a peneira de plástico por outra peneira metálica e repete o experimento. Observa, então, que os papéis não são atraídos pelo pente. Essa diferença de comportamento é devida ao fato de Durante o processo de impressão, um campo elétrico é aplicado nas placas defletoras de modo a desviar as gotas eletrizadas. Dessa maneira as gotas incidem exatamente no lugar programado da folha de papel onde se formará, por exemplo, parte de uma letra. Considere que as gotas são eletrizadas negativamente. Para que elas atinjam o ponto P da figura, o campo elétrico entre as placas defletoras é melhor representado por A) B) C) D) A) a eletricidade do pente ser anulada pelo magnetismo da peneira metálica. B) a peneira de plástico e os pedaços de papel serem isolantes elétricos. C) a peneira metálica criar uma blindagem eletrostática. D) a peneira metálica ter propriedades magnéticas. 8

9 11. (UFMG-1999) Na figura, um elétron desloca-se na direção x, com velocidade inicial v 0. Entre os pontos x 1 e x 2, existe um campo elétrico uniforme, cujas linhas de força também estão representadas na figura. 13. (UFMG-2004) Em um experimento, o Professor Ladeira observa o movimento de uma gota de óleo, eletricamente carregada, entre duas placas metálicas paralelas, posicionadas horizontalmente. A placa superior tem carga positiva e a inferior, negativa, como representado nesta figura: e - 0 x 1 x 2 x Despreze o peso do elétron nessa situação. Considerando a situação descrita, assinale a alternativa cujo gráfico MELHOR descreve o módulo da velocidade do elétron em função de sua posição x. A) B) V V V 0 V 0 Considere que o campo elétrico entre as placas é uniforme e que a gota está apenas sob a ação desse campo e da gravidade. Para um certo valor do campo elétrico, o Professor Ladeira observa que a gota cai com velocidade constante. Com base nessa situação, é CORRETO afirmar que a carga da gota é 0 0 x 1 x 2 x 0 0 C) D) V V V 0 V x 1 x 2 x 0 x 1 x 2 x x 1 x 2 x A) negativa e a resultante das forças sobre a gota não é nula. B) positiva e a resultante das forças sobre a gota é nula. C) negativa e a resultante das forças sobre a gota é nula. D) positiva e a resultante das forças sobre a gota não é nula. 12. (UFMG-2000) A figura mostra duas esferas carregadas com cargas de mesmo módulo e de sinais contrários, mantidas fixas em pontos equidistantes do ponto O. GABARITOS UNIDADE 2: CAMPO ELÉTRICO UFMG 01 B 02 E 03 B 04 A 05 E 06 B 07 D 08 C 09 D 10 A 11 A 12 A 13 C Considerando essa situação, é CORRETO afirmar que o campo elétrico produzido pelas duas cargas A) não pode ser nulo em nenhum dos pontos marcados. B) pode ser nulo em todos os pontos da linha XY. C) pode ser nulo nos pontos P e Q. D) pode ser nulo somente no ponto O. 9

10 UNIDADE 3 - POTENCIAL ELÉTRICO PROGRAMA DA UFMG É suficiente saber determinar a diferença de potencial e a energia potencial elétrica em regiões onde o campo elétrico é uniforme. QUESTÕES DE VESTIBULARES UFMG 01. (UFMG-1984-B) Duas esferas metálicas de mesmo raio possuem cargas Q 1 = 10 C e Q 2 = -4 C quando separadas. Colocando-as em contato e separando-as, as suas novas cargas serão: A) Q 1 = 14 C e Q 2 = 14 C B) Q 1 = 3 C e Q 2 = 3 C C) Q 1 = 7 C e Q 2 = 7 C D) Q 1 = 6 C e Q 2 = 6 C E) Q 1 = 0 C e Q 2 = -6 C PUC-MG 01. (PUC-MG-1ºsem.96) A figura abaixo mostra as linhas de força de um campo elétrico uniforme, duas superfícies equipotenciais desse campo e quatro pontos, A, B, C e D, dessa região. Considere o trabalho (W) realizado para levar uma partícula, carregada positivamente, do ponto A até o ponto B, percorrendo as trajetórias: 1-ADB; 2-AB; 3- ACB. A relação entre os trabalhos realizados ao longo desses percursos está indicada corretamente em: 40 cm 30 cm D B 02. (PUC-MG-1ºsem.97) A figura dessa questão mostra três cargas elétricas, idênticas, fixas nos vértices de um triângulo isósceles de lados a e 2a, imerso no ar. A energia potencial elétrica que a carga do vértice superior adquire pode ser calculada pela relação: K q 2 0 A) E P = +q a K q 0 B) E P = 2 a K q 0 C) E P = 2 2a 0 K q D) E P = 2a K q 0 E) E P = a (PUC-MG-2ºsem.98) Considerando a configuração abaixo e o fato de que os potenciais elétricos nos pontos A, B e C, devidos à presença das cargas Q 1 e Q 2, são respectivamente 25 volts, 5 volts e -5 volts, assinale a opção CORRETA: 2a 2a a +q +q A Q 1 B Q 2 C 2,0 m 2,0 m 2,0 m 2,0 m A) As duas cargas são iguais, uma é positiva e a outra, negativa. B) As duas cargas são desiguais, mas são ambas positivas. C) A carga Q 1 (positiva) tem um valor maior do que Q 2 (negativa). D) As duas cargas são desiguais, mas são ambas negativas. E) O potencial elétrico não pode ser positivo em A, positivo em B e negativo em C. A C V 1 V 2 A) W 2 = 0, W 1 = W 3 B) W 1 = W 3 = W 2 5 C) W 1 = W 2 W 7 = 3 3 D) W 1 = W 2 = W 3 W W 1 E) 7 = W 3 2 = 5 10

11 04. (PUC-MG-1ºsem.1999) Três esferas condutoras, uma de raio R com carga Q denominada esfera A, outra de raio 2R e carga 2Q, denominada esfera B e a terceira de raio 2R e carga -2Q denominada esfera C, estão razoavelmente afastadas. Quando elas estão ligadas entre si por fios condutores longos, é CORRETO prever que: Q R A 2Q 2R A) cada uma delas terá uma carga Q/3. B) A terá carga Q e B e C, cargas nulas. C) cada uma terá uma carga de 5Q/3. D) A terá Q/5 e B e C terão 2Q/5 cada uma. E) A terá Q, B terá 2Q e C terá -2Q. 05. (PUC-MG-1ºsem.1999) Uma esfera condutora A de raio 2 R tem uma carga positiva 2 Q, e está bem distante de outra esfera condutora B de raio R, que está carregada com uma carga Q. B -2Q 2R C 06. (PUC-MG-2ºsem.1999) Escolha a opção que contenha a configuração ou configurações em que o campo elétrico no centro do quadrado tenha o MAIOR VALOR: A) A B) B C) C D) B e C E) A, B e C 07. (PUC-MG-2ºsem.1999) Escolha a opção que contenha a configuração ou configurações em que o potencial elétrico no centro do quadrado tenha o MENOR VALOR: A) A B) B C) C D) B e C E) A, B e C A figura abaixo, representando a seção reta de uma esfera condutora, de raio igual a 2,5 cm, carregada positivamente, será utilizada nas questões 08 e 09. A partir do centro O da esfera, acham-se situados os pontos A, B, C e D, tais que AO = AB = BC = CD = 1,0cm. situação inicial A 2Q B Q O A B C D situação final A B Se elas forem ligadas por um fio condutor, a distribuição final das cargas será: A) 2 Q em cada uma delas. B) Q em cada uma delas. C) 3 Q/2 em cada uma delas. D) 2 Q em A e Q em B. E) Q em A e 2 Q em B. AS CONFIGURAÇÕES A, B E C, QUE REPRESENTAM QUATRO CARGAS DE MESMO VALOR, SITUADAS NOS VÉRTICES DE UM QUADRADO, CONFORME A FIGURA ABAIXO, SERÃO UTILIZADAS NAS QUESTÕES 06 E 07. A B C 08. (PUC-MG-2ºsem.1999) Escolha a opção que contenha valores coerentes, numa mesma unidade, para os campos elétricos nos pontos A, B, C e D, NESSA ORDEM: A) 4,0; 3,0; 2,0; 1,0 B) 16,0; 9,0; 4,0; 1,0 C) zero; zero; 3,0; 4,0 D) zero; zero; 16,0; 9,0 E) 4,0; 1,0; zero; zero 09. (PUC-MG-2ºsem.1999) Escolha a opção que contenha valores coerentes para os potenciais elétricos, numa mesma unidade, nos pontos A, B, C e D, NESSA ORDEM: A) 4,0; 3,0; 2,0; 1,0 B) 4,8; 4,8; 4,0; 3,0 C) zero; zero; 4,0; 3,0 D) 4,8; 4,8; 4,8; 4,8 E) zero; zero; zero; zero 11

12 10. (PUC-MG-2ºsem.2000-áreas1e2) A diferença de energia potencial elétrica existente entre duas cargas puntiformes separadas por uma certa distância ficará inalterada se: A) as cargas forem mantidas e a distância dividida por dois. B) cada carga for dobrada e a distância também. C) uma das cargas for dobrada e a distância multiplicada por quatro. D) cada carga for quadruplicada e distância dividida por dois. E) cada carga for dobrada e a distância multiplicada por quatro. 11. (PUC-MG-2ºsem.2000-área 3) A figura representa a seção transversal de um condutor cilíndrico, carregado com uma carga Q positiva, em equilíbrio eletrostático. Os pontos A e B estão situados a distâncias iguais e pequenas da superfície do condutor. As duas curvas são arcos de circunferência. Sobre tal situação, é CORRETO afirmar que: A B 13. (PUC-MG-2ºsem.2000-área3) A figura mostra uma esfera condutora colocada numa região do espaço onde antes havia um campo elétrico uniforme. São mostradas também as linhas de campo resultantes. A, B, C e D são pontos destacados para os fins da própria questão. Sobre tal situação, é INCORRETO dizer que: A) o módulo do campo elétrico em A é menor que módulo do campo elétrico em B. B) o potencial em A é maior que o potencial em B. C) o potencial em B é maior que o potencial em C. D) o potencial em C é igual ao potencial em D. E) uma carga puntiforme positiva colocada em A se deslocará de A para B com uma aceleração constante ao longo do percurso. A) o campo elétrico em A tem módulo maior que o campo elétrico em B. B) o potencial elétrico tem o mesmo valor em qualquer ponto no interior do condutor. C) a carga elétrica está distribuída uniformemente na superfície do condutor. D) o potencial do ponto A é maior que o potencial do condutor. E) o campo elétrico, no interior do condutor, é suficiente para fazer uma carga se mover dentro dele. 12. (PUC-MG-2ºsem.2000-áreas 4 e 5) A ausência de cargas eletrostáticas no interior de condutores elétricos, quaisquer que sejam as suas formas, está relacionada ao fato de que: A) o potencial elétrico é nulo no interior de condutores. B) a densidade superficial de cargas é constante. C) o campo elétrico é nulo no interior de condutores. D) as cargas elétricas não se deslocam facilmente em condutores. E) não é possível isolar completamente um condutor. 12

13 OUTRAS INSTITUIÇÕES: 01. (UFJF-2003) Uma esfera condutora, oca, completamente fechada e vazia, é colocada entre as placas de um capacitor carregado conforme a figura. GABARITOS UNIDADE 3: POTENCIAL ELÉTRICO UFMG 01 B Podemos afirmar que: A) a ddp (diferença de potencial) entre os pontos A e B é diferente de zero e o campo elétrico aponta da placa positiva para a negativa. B) a ddp (diferença de potencial) entre os pontos A e B é diferente de zero e o campo elétrico aponta da placa negativa para a positiva. C) a ddp (diferença de potencial) entre os pontos A e B é zero e o campo elétrico no interior da esfera é diferente de zero. D) a ddp (diferença de potencial) entre os pontos A e B é zero e o campo elétrico no interior da esfera também é zero. e) a ddp (diferença de potencial) entre os pontos A e B é diferente de zero e o campo elétrico no interior da esfera é zero. 01 D 02 A 03 C 04 D 05 D PUC-MINAS 06 C 07 D 08 D 09 B 10 E OUTRAS INSTITUIÇÕES 01 D 02 B 11 B 12 C 13 E 02. (UFJF-2003) Experiências mostram que uma célula de músculo de rã tem uma diferença de potencial elétrico entre o exterior e o interior da célula. A d.d.p. entre a superfície interna da membrana celular e a superfície externa é observada como sendo Vm = - 9,8 x 10-2 V, onde Vm = Vi Ve, Ve o potencial externo da célula e Vi o potencial interno. A estrutura da membrana celular é tal que o módulo do campo elétrico no interior da membrana é aproximadamente uniforme e tem valor de 1,0 x 10 6 V/m. A força elétrica agindo sobre um íon K+ passando pela membrana é: (Dado: carga do elétron = -1,6x10-19 C) A) 1,6 x N, apontando para fora da célula. B) 1,6 x N, apontando para dentro da célula. C) 9,8 x 10 4 N, apontando para fora da célula. D) 9,8 x 10 4 N, apontando para dentro da célula. E) 0 N, pois a célula está em equilíbrio. 13

14 UNIDADE 4 - ELETRODINÂMICA PROGRAMA DA UFMG 02. (UFMG-1990-B) Observe a figura. A figura é uma representação esquemática de um conjunto de lâmpadas coloridas, dessas que se usam em árvores de Natal. Corrente elétrica a) Corrente contínua abordagem quantitativa e corrente alternada abordagem qualitativa. b) Pilhas e baterias e suas associações em série e em paralelo. c) Força eletromotriz Circuitos Elétricos a) Resistência elétrica. b) Diferença de potencial entre dois pontos de circuitos resistivos simples. c) Associações de resistências em série e em paralelo. d) Potência elétrica. e) Efeito Joule f) Resistividade elétrica.. g) Medidores elétricos: ligação de amperímetros e voltímetros em circuitos. É importante que o candidato saiba que a resistência elétrica de um condutor depende do material e de suas dimensões. Não serão apresentadas questões de circuitos com associações complicadas de resistores e baterias. UFMG 01. (UFMG-1990-A) Observe a figura. As resistências do amperímetro A e do voltímetro V, não ideais, são, respectivamente, 12 e 180. A resistência do resistor R é de 20 e a da fonte de tensão é desprezível. A força eletromotriz da fonte de tensão é igual a 30 V. Os valores da corrente e da tensão, lidos nos referidos medidores, são: TOMADA Na lâmpada 4, foi instalada um dispositivo piscapisca. Quando essa lâmpada se apaga, também se apagam: A) Apenas as lâmpadas 2 e 8. B) Apenas as lâmpadas 3 e 5. C) Apenas as lâmpadas 6 e 7. D) As lâmpadas 2, 3 e 5. E) Todas as outras lâmpadas. INSTRUÇÃO: As questões 03, 04 e 05 baseiamse na figura e no enunciado que se seguem. Uma pilha, de força eletromotriz = 1,5 volt e de resistência interna desprezível, está ligada em série a um resistor de 100 e a outro de resistência desconhecida R. = 1,5 V 100 R I II III A) 1,5 A e 30 V B) 0,14 A e 30 V C) 1,0 A e 18 V D) 1,5 A e 20 V E) 1,0 A e 25 V V R = 30 V A 03. (UFMG-1990-B) Sabendo-se que a queda de tensão entre os pontos I e II do circuito é de 1,0 volt, pode-se concluir que a corrente no circuito é de: A) 0,010 A B) 0,10 A C) 1,0 A D) 10,0 A E) 100,0 A 14

15 04. (UFMG-1990-B) A diferença de potencial entre os pontos II e III é de: A) 0,050 V B) 0,50 V C) 1,0 V D) 1,5 V E) 5,0 V 05. (UFMG-1990-B) A potência que a pilha fornece ao circuito é de: A) 0,015 watt B) 0,15 watt C) 1,50 watt D) 15,0 watt E) 150,0 watt 06. (UFMG-1991-A) Observe a figura. Uma solução de NaCl em água é colocada dentro de um tubo de vidro. Nesse tubo, são introduzidos dois eletrodos, P e Q, que estão ligados aos pólos de uma bateria, como indica a figura. Considerando essas informações, todas as afirmativas estão corretas, EXCETO: P SOLUÇÃO Q 07. (UFMG-1991-A) Considerando uma lâmpada incandescente, de 60 watts e 120 volts, todas as afirmativas estão corretas, EXCETO: A) A lâmpada converte em 1,0 h cerca de 2,2 x 10 5 joules de energia elétrica em luz e calor. B) A resistência da lâmpada acesa vale 2,4 x C) A potência elétrica dissipada pela lâmpada, sob uma tensão de 90 volts, é menor do que 60 watts. D) A resistência da lâmpada é a mesma, quer esteja acesa, quer esteja apagada. E) A intensidade da corrente, na lâmpada acesa, é de 0,50 A. INSTRUÇÃO: As questões 08 e 09 baseiam-se na figura que se segue. As leituras dos aparelhos X e Y serão usadas para determinar a resistência da lâmpada. A) No tubo, há uma corrente convencional de P para Q. B) Na solução, os íons positivos se deslocam de P para Q e os íons negativos, de Q para P. C) Entre P e Q há uma diferença de potencial, sendo o potencial de P maior do que o de Q. D) No interior da solução, há um campo elétrico dirigido de P para Q. E) Em virtude do movimento de íons em sentidos opostos, é nula a intensidade da corrente na solução. 08. (UFMG-1991-A) O diagrama que melhor representa a situação mostrada na figura é: X A) B) E) X Y Y C) Y X D) Y E) X X 15 Y

16 09. (UFMG-1991-A) Considerando as informações dadas, todas as afirmações estão corretas, EXCETO: A) X é um amperímetro e está em série com a lâmpada. B) X é um amperímetro, portanto, deve ter resistência interna pequena. C) X e a lâmpada podem ser trocados de posição, sem acarretar problema. D) ) X e Y podem ser trocados de posição, sem acarretar problema. E) Y é um voltímetro, portanto, deve ter resistência interna grande. 10. (UFMG-1991-B) Costuma-se ouvir a seguinte afirmativa: Em algumas cidades, como Brasília, as tomadas elétricas são de 220. O significado CORRETO dessa afirmação é que, em tais cidades, qualquer aparelho elétrico ligado a uma tomada A) Será percorrido por uma corrente de 220 A. B) Dissipará uma potência de 220 W. C) Deverá ter uma resistência elétrica de 220. D) Ficará submetida a uma tensão de 220 V. E) Será percorrido por uma corrente elétrica alternada de frequência 220 hertz. 11. (UFMG-1991-B) Observe a figura: i R INSTRUÇÕES: As questões 12, 13 e 14 baseiam-se no diagrama e no enunciado que se seguem. Uma pilha, de resistência interna desprezível, de força eletromotriz 1,5 V, fornece uma corrente de 2 A a um resistor de 0,5 em série com um motorzinho. 12. (UFMG-1991-B) A diferença de potencial entre os terminais do resistor é: A) 0,5 V B) 1,0 V C) 1,5 V D) 2,0 V E) Indeterminada por falta de dados. 13. (UFMG-1991-B) A potência que a pilha fornece ao circuito é: A) 0,5 watt. B) 1,5 watt. C) 2,0 watt. D) 3,0 watt. E) 6,0 watt. 0,5 motor 14. (UFMG-1991-B) A potência total, mecânica e térmica, desenvolvida no motorzinho, é B 1 r = 0 r = 0 B 2 D r = 0 M C A) 0,5 watt B) 1,0 watt C) 1,5 watt D) 2,0 watt E) 3,0 watt No circuito esquematizado nessa figura, B 1 e B 2 são baterias e M é um motor elétrico, todos eles de resistência interna nula. A corrente circula no sentido indicado. Quando passam por certos trechos do circuito, as cargas elétricas que constituem essa corrente podem perder, ganhar ou não perder nem ganhar energia. Em todas as alternativas, as trocas de energia estão indicadas corretamente, EXCETO em: a) As cargas ganham energia em B1. b) As cargas perdem energia em B2. c) As cargas perdem energia em R. d) As cargas não ganham nem perdem energia em M. e) As cargas não ganham nem perdem energia entre C e D. 15. (UFMG-1992-A) Quando se diz que a força eletromotriz de uma bateria de automóvel vale 12 V, pode-se concluir corretamente que, se estiver ligada apenas aos terminais de uma lâmpada, essa bateria: A) Aplica sempre uma tensão de 12 V aos seus terminais. B) Transfere sempre 12 J de energia a cada 1 C que passa em seu interior. C) Transfere sempre 12 J de energia por segundo às cargas que passam em seu interior. D) Transfere sempre 12 C por segundo de um para o outro terminal de lâmpada. E) Transfere sempre 12 W de potência a cada 1 C que passa em seu interior. 16

17 16. (UFMG-1992-A) Observe a figura: 18. (UFMG-1992-B) Observe a figura. Duas pilhas comuns de 1,5 V, uma bateria de 12,0 V e uma pilha de 9,0 V são interligadas por fios condutores. A alternativa em que a diferença de potencial entre os pontos indicados está correta é Nessa figura, são indicadas as potências desenvolvidas no motor e nas duas lâmpadas, todos ligados a uma mesma bateria, bem como a leitura do amperímetro introduzido no circuito. Sabe-se que a força eletromotriz da bateria é de 12 V e que o voltímetro e o amperímetro são ideais. A resistência interna r da bateria e a leitura do voltímetro V valem: A) r = 0 e V = 12 V B) r = 0 e V = 80 V C) r = 0,4 e V = 8 V D) r = 0,8 e V = 12 V E) r = 10 e V = 80 V 17. (UFMG-1992-B) Pilhas comuns cilíndricas, de carvão e zinco, são encontradas, no mercado, em três tamanhos: pequenas, médias e grandes. A diferença mais importante entre elas é a A) corrente elétrica que cada uma pode fornecer. B) f.e.m. de cada uma. C) potência que cada uma pode fornecer. D) quantidade total de carga que cada uma é capaz de fornecer. E) resistência interna que cada uma apresenta quando está nova. A) V 5 - V 3 = -10,5 V B) V 2 - V 4 = 21,0 V C) V 1 - V 3 = 13,0 V D) V 2 - V 5 = 4,5 V E) V 1 - V 4 = -22,5 V 19. (UFMG-1993-A) Uma bateria, de força eletromotriz igual a 12 volt, tendo resistência interna de 0,5, está ligada a um resistor de 5,5. A tensão nos terminais da bateria e a corrente no circuito são A) 11 V e 1 A B) 11 V e 2 A C) 11 V e 3 A D) 12 V e 1 A E) 12 V e 2 A 20. (UFMG-1993-A) Observe o gráfico: A curva mostrada nesse gráfico é uma hipérbole. Todas as alternativas apresentam exemplos de grandezas que poderiam estar representadas nos dois eixos desse gráfico, e que forneceriam a curva mostrada, EXCETO: A) comprimento de onda e frequência para ondas eletromagnéticas no vácuo. B) densidade e volume de um gás com massa constante. C) velocidade e tempo para um corpo em movimento uniformemente retardado. D) pressão e volume de um gás ideal a temperatura constante. E) resistência elétrica e corrente num reostato sob tensão constante. 17

18 21. (UFMG-1993-A) Um estudante montou um circuito como o mostrado na figura. A A 50 cm Entre os pontos A e B, ele ligou um fio de grande resistência, de 50 cm de comprimento. A corrente indicada no amperímetro é de 5,0 ampères (Despreze a resistência interna da bateria). A seguir, o estudante montou três circuitos, conforme as figuras abaixo, usando a mesma bateria, o mesmo amperímetro e fios de mesmo material e de mesmo diâmetro do fio inicialmente ligado entre A e B. Para os circuitos I, II e III, os valores da corrente, em ampères, serão, respectivamente, B 23. (UFMG-1993-B) Observe a figura. Essa figura mostra um circuito com uma bateria de força eletromotriz igual a 6,0 V ligada a duas resistências R 1 e R 2, sendo que R 2 vale 1,0 x 10 3 ohms. A diferença de potencial nos extremos da resistência R 2 é de 0,50 V. Considerando-se desprezível a resistência interna da bateria, o valor de R 1 é igual a A) 1,1 x 10 3 ohms. B) 1,2 x 10 3 ohms. C) 1,1 x 10 4 ohms. D) 1,2 x 10 5 ohms. E) 1,1 x 10 6 ohms. 6,0 V R 1 R (UFMG-1994-A) Numa resistência elétrica R, tem-se uma corrente I quando ela é ligada a uma diferença de potencial V. A energia elétrica dissipada na resistência, num intervalo de tempo t, será: A A 100 cm I B A A 100 cm II B A) It B) IV C) IRt D) V 2 /R E) VIt A A) 2,5; 5,0; 2,0 B) 2,5; 5,0;10 C) 5,0; 2,5; 5,0 D) 5,0; 10; 20 E) 10; 20; 10 A 50 cm III 22. (UFMG-1993-B) Uma lâmpada A é ligada à rede elétrica. Uma outra lâmpada B, idêntica à lâmpada A, é ligada, simultaneamente, em paralelo com A. Desprezando-se a resistência dos fios de ligação, pode-se afirmar que B 25. (UFMG-1994-B) Três lâmpadas, A, B e C, estão ligadas a uma bateria de resistência interna desprezível. Ao se queimar a lâmpada A, as lâmpadas B e C permanecem acesas com o mesmo brilho de antes. A alternativa que indica o circuito em que isso poderia acontecer é A) B) C) D) A A A B C B B C C A B C A) a corrente na lâmpada A aumenta. B) a diferença de potencial na lâmpada A permanece a mesma. C) a potência dissipada na lâmpada A aumenta. D) as resistências de ambas as lâmpadas diminuem. E) as resistividades das lâmpadas diminuem. E) A B C 18

19 26. (UFMG-1994-B) A resistência de uma lâmpada acesa, de 120 W para 120 V, funcionamento normal, vale A) 120. B) 240. C) 360. D) 1,44 x E) (UFMG-1995-A) Este gráfico mostra como varia a tensão elétrica em um resistor mantido a uma temperatura constante em função da corrente elétrica que passa por esse resistor. Tensão elétrica Com base nas informações contidas no gráfico, é correto afirmar-se que: A) a corrente elétrica no resistor é diretamente proporcional à tensão aplicada. B) a resistência elétrica do resistor aumenta quando a corrente elétrica aumenta. C) a resistência elétrica do resistor tem o mesmo valor qualquer que seja a tensão elétrica. D) dobrando-se a corrente elétrica através do resistor, a potência elétrica consumida quadruplica. E) o resistor é feito de um material que obedece a Lei de Ohm. 28. (UFMG-1995-A) Estes circuitos representam uma pilha ligada a duas lâmpadas e a uma chave interruptora. I corrente elétrica II 29. (UFMG-1995-B) Neste circuito existem duas lâmpadas iguais, indicadas por L, ligadas a uma pilha, a um amperímetro A, a um voltímetro V e a uma chave C inicialmente aberta. Considere os medidores ideais e despreze a resistência interna da pilha. L A Fechando-se a chave C, as leituras dos medidores irão apresentar, em relação a seus valores iniciais, A) aumento em A e diminuição em V. B) aumento em A e o mesmo valor em V. C) diminuição em A e aumento em V. D) o mesmo valor em A e aumento em V. E) os mesmos valores nos dois medidores. 30. (UFMG-1995-B) Três lâmpadas, a primeira de 40 W e 120 V, a segunda de 60 W e 120 V e a terceira de 100 W e 120 V, são ligadas em série a uma rede elétrica de 120 V. Em relação a essa situação, a afirmativa INCORRETA é A) a corrente elétrica nas três lâmpadas é a mesma. B) a diferença de potencial nos polos da lâmpada de 60 W é maior do que na de 100 W. C) a lâmpada que apresenta maior resistência elétrica é a de 40 W. D) a lâmpada que apresenta maior brilho é a de 100 W. E) os filamentos das lâmpadas terão comprimentos diferentes se forem do mesmo material e da mesma espessura. V L C A alternativa que apresenta o(s) circuitos(s) em que a ação da chave apaga ou acende as duas lâmpadas, simultaneamente, é A) I. B) II. C) III. D) I e II. E) I e III. III 19

20 31. (UFMG-1996-A) Uma lâmpada de 100 W, especificada para ser usada em uma rede elétrica de 220 V, foi instalada numa residência onde a tensão da rede é de 120 V. Comparando-se com a situação de funcionamento para a qual ela foi especificada, é correto afirmar que, nessa nova situação, a lâmpada deverá A) brilhar com mais intensidade, consumindo mais energia. B) brilhar com mais intensidade, consumindo menos energia. C) brilhar com menor intensidade, consumindo mais energia. D) brilhar com menor intensidade, consumindo menos energia. 32. (UFMG-1996-B) Uma residência, na qual a voltagem é de 120 V, tem um disjuntor que desarma sempre que a corrente ultrapassar 30 A. A tabela abaixo mostra alguns aparelhos eletrodomésticos que essa residência possui acompanhados da potência de cada um. APARELHO Chuveiro Ferro elétrico Geladeira Lâmpadas (04 unidades) Televisor POTÊNCIA 2400 W 1000 W 600 W 400 W 100 W O disjuntor desarmará se forem ligados, simultaneamente, A) o chuveiro, a geladeira, as lâmpadas e o televisor. B) o chuveiro, o ferro elétrico e a geladeira. C) o chuveiro, o ferro elétrico e o televisor. D) o ferro elétrico, a geladeira, as lâmpadas e o televisor. 33. (UFMG-1997-A) Uma lâmpada fluorescente contém em seu interior um gás que se ioniza após a aplicação de alta tensão entre seus terminais. Após a ionização, uma corrente elétrica é estabelecida e os íons negativos deslocam-se com uma taxa de 1,0 x íons/segundo para o pólo A. Os íons positivos se deslocam, com a mesma taxa, para o pólo B. A) 0,16 A. B) 0,32 A. C) 1,0 x A. D) nula. 34. (UFMG-1997-B) A figura mostra uma parte de um circuito elétrico de um automóvel contendo três lâmpadas sendo alimentadas pela bateria. As resistências das lâmpadas L 1, L 2 e L 3 são, respectivamente, R 1 = 2, R 2 = 3 e R 3 = 5. Chamando de i 1, i 2 e i 3 as correntes elétricas nas lâmpadas L 1, L 2 e L 3, respectivamente, é correto afirmar que: A) i 1 = i 2 = i 3 B) i 1 = i 2 # i 3 C) i 1 > i 2 > i 3 D) i 3 > i 1 > i (UFMG-1998) A conta de luz de uma residência indica o consumo em unidades de kwh (quilowatt-hora). kwh é uma unidade de: A) força. B) potência. C) corrente elétrica. D) energia. L 1 L 2 2 L 3 5 bateria (UFMG-1998) A figura ilustra a forma como três lâmpadas estão ligadas a uma tomada. A corrente elétrica no ponto P do fio é i P e no ponto Q é i Q. L 1 L 2 L 3 A B P Q Em um determinado instante, a lâmpada L 2 se queima. Pode-se afirmar que Sabendo-se que a carga de cada íon positivo é de 1,6 x C, pode-se dizer que a corrente elétrica na lâmpada será 20 A) as duas correntes não se alteram. B) as duas correntes se alteram. C) a corrente i P não se altera e i Q se altera. D) a corrente i P se altera e iq não se altera.

21 37. (UFMG-1999) Duas lâmpadas foram fabricadas para funcionar sob uma diferença de potencial de 127 V. Uma delas tem potência de 40 W, resistência R 1 e corrente i 1. Para a outra lâmpada, esses valores são, respectivamente, 100 W, R 2 e i 2. Assim sendo, é CORRETO afirmar que: A) R 1 < R 2 e i 1 > i 2. B) R 1 > R 2 e i 1 > i 2. C) R 1 < R 2 e i 1 R 2 e i 1 < i (UFMG-1999) A figura mostra um cabo telefônico. Formado por dois fios, esse cabo tem comprimento de 5,00 km. P Q Constatou-se que, em algum ponto ao longo do comprimento desse cabo, os fios fizeram contato elétrico entre si, ocasionando um curto-circuito. Para descobrir o ponto que causa o curto-circuito, um técnico mede as resistências entre as extremidades P e Q, encontrando 20,0, e entre as extremidades R e S, encontrando 80,0. Com base nesses dados, é CORRETO afirmar que a distância das extremidades PQ até o ponto que causa o curto-circuito é de A) 1,25 km. B) 4,00 km. C) 1,00 km. D) 3,75 km. R S 40. (UFMG-2002) Devido ao racionamento de energia elétrica, Laila resolveu verificar o consumo dos aparelhos elétricos de sua casa. Observou, então, que a televisão consome energia elétrica mesmo quando não está sendo utilizada. Segundo o manual de utilização do aparelho, para mantê-lo em estado de prontidão ( stand-by), ou seja, para poder ligá-lo usando o controle remoto, é necessária uma potência de 18 W. Assim sendo, o consumo mensal de energia elétrica dessa televisão, em estado de prontidão, equivale, aproximadamente, ao de uma lâmpada incandescente de 60 W acesa durante A) 0,3 dia. B) 1 dia. C) 3 dias. D) 9 dias. 41. (UFMG-2002) Na sala da casa de Marcos, havia duas lâmpadas que eram ligadas/desligadas por meio de um único interruptor. Visando a economizar energia elétrica, Marcos decidiu instalar um interruptor individual para cada lâmpada. Assinale a alternativa em que está representada uma maneira CORRETA de se ligarem os interruptores e lâmpadas, de modo que cada interruptor acenda e apague uma única lâmpada. 39. (UFMG-2000) As figuras mostram uma mesma lâmpada em duas situações diferentes: em I, a lâmpada é ligada a uma única pilha de 1,5 V; em II, ela é ligada a duas pilhas de 1,5 V cada, associadas em série. Na situação I, a corrente elétrica na lâmpada é i 1 e a diferença de potencial é V 1. Na situação II, esses valores são, respectivamente, i 2 e V 2. Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que A) i 1 = i 2 e V 1 = V 2. B) i 1 = i 2 e V 1 V 2. C) i 1 i 2 e V 1 = V 2. D) i 1 i 2 e V 1 V 2. 21

22 42. (UFMG-2003) Duas lâmpadas - L 60 e L são ligadas a uma tomada, como representado nesta figura. 44. (UFMG-2005) O circuito da rede elétrica de uma cozinha está representado, esquematicamente, nesta figura: A lâmpada L 60 é de 6OW e a L 100 é de 100W. Sejam V 60 a diferença de potencial e i 60 a corrente elétrica na lâmpada L 60. Na lâmpada L 100, esses valores são, respectivamente, V 100 e i 100. Considerando-se essa situação, é CORRETO afirmar que A) V 60 < V 100 e i 60 i (UFMG-2004) Gabriel possui um chuveiro, cujo elemento de aquecimento consiste em dois resistores, de 10 forma representada nesta figura: Nessa cozinha, há duas lâmpadas L, uma geladeira G e um forno elétrico F. Considere que a diferença de potencial na rede elétrica é constante. Inicialmente, apenas as lâmpadas e o forno estão em funcionamento. Nessa situação, as correntes elétricas nos pontos P e Q, indicados na figura, são, respectivamente, i P e i Q. Em um certo instante, a geladeira entra em funcionamento. Considerando-se essa nova situação, é CORRETO afirmar que A) i P e i Q se alteram. B) apenas i P se altera. C) i P e i Q não se alteram. D) apenas i Q se altera. 45. (UFMG-2006) Aninha ligou três lâmpadas idênticas à rede elétrica de sua casa, como mostrado nesta figura: Quando morava em Brasília, onde a diferença de potencial da rede elétrica é de 220 V, Gabriel ligava o chuveiro pelos terminais K e M, indicados na figura. Ao mudar-se para Belo Horizonte, onde a diferença de potencial é de 110 V, passou a ligar o mesmo chuveiro pelos terminais K e L. É CORRETO afirmar que, comparando-se com Brasília, em Belo Horizonte, nesse chuveiro, A) a corrente elétrica é a mesma e menos calor por unidade de tempo é fornecido à água. B) a corrente elétrica é maior e a mesma quantidade de calor por unidade de tempo é fornecida à água. C) a corrente elétrica é a mesma e a mesma quantidade de calor por unidade de tempo é fornecida à água. D) a corrente elétrica é menor e menos calor por unidade de tempo é fornecido à água. Seja V P a diferença de potencial e i P a corrente na lâmpada P. Na lâmpada Q, essas grandezas são, respectivamente, V Q e i Q. Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que A) V P < V Q e i P > i Q. B) V P > V Q e i P > i Q. C) V P < V Q e i P = i Q. D) V P > V Q e i P = i Q. 22

23 46. (UFMG-2007) Em uma experiência, Nara conecta lâmpadas idênticas a uma bateria de três maneiras diferentes, como representado nestas figuras: 48. (UFMG-2010) com um pedaço de fio de cobre. Nestas figuras, estão representadas as montagens feitas por quatro estudantes: Considere que, nas três situações, a diferença de potencial entre os terminais da bateria é a mesma e os fios de ligação têm resistência nula. Sejam P Q, P R e P S os brilhos correspondentes, respectivamente, às lâmpadas Q, R e S. Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que A) P Q > P R e P R = P S. B) P Q = P R e P R > P S. C) P Q > P R e P R > P S. D) P Q < P R e P R = P S. 47. (UFMG-2009) Observe este circuito, constituído de três resistores de mesma resistência R; um amperímetro A; uma bateria ε; e um interruptor S: Considere que a resistência interna da bateria e a do amperímetro são desprezíveis e que os resistores são ôhmicos. Com o interruptor S inicialmente desligado, observa-se que o amperímetro indica uma corrente elétrica I. Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que, quando o interruptor S é ligado, o amperímetro passa a indicar uma corrente elétrica 2I A) 3 I B) 2 Considerando-se essas quatro ligações, é CORRETO afirmar que a lâmpada vai acender apenas A) na montagem de Mateus. B) na montagem de Pedro. C) nas montagens de João e Pedro. D) nas montagens de Carlos, João e Pedro. GABARITOS: UNIDADE 4: ELETRODINÂMICA 01 C 02 B 03 A 04 B 05 A 06 E 07 D 08 D 09 D 10 D 11 D 12 B 13 D 14 B 15 B 16 C 17 D 18 A 19 B 20 C 21 B 22 B 23 C 24 E 25 E 26 A 27 B 28 A 29 B 30 D UFMG 31 D 32 B 33 B 34 A 35 D 36 D 37 D 38 C 39 D 40 D 41 B 42 C 43 A 44 B 45 B 46 B 47 D 48 C. C) 2 I. D) 3 I. 23

24 UNIDADE 5 MAGNETISMO PROGRAMA DA UFMG Campo Magnético a) O vetor campo magnético. b) Linhas de campo magnético. c) Força magnética sobre cargas elétricas em movimento. d) Campo magnético de um fio retilíneo percorrido por uma corrente contínua. e) Ímã, bússola e eletroímã. f) Movimento de cargas pontuais em um campo magnético uniforme. g) Motor elétrico de corrente contínua estudo qualitativo. Campos e forças magnéticas serão cobrados em um nível semi-quantitativo. UFMG 01. (UFMG-1984) Uma carga elétrica +Q está em repouso nas proximidades do polo norte de um ímã, como mostra a figura. Pode-se afirmar que A) a carga será repelida pelo ímã porque polo norte repele carga positiva. B) a carga será atraída pelo ímã porque polo norte atrai carga positiva. C) a carga será atraída pelo polo sul e repelida pelo polo norte porque polo sul atrai carga positiva e polo norte repele carga positiva. D) a carga será repelida pelo polo sul e atraída pelo polo norte porque polo sul repele carga positiva e polo norte atrai carga positiva. E) a carga não será atraída nem repelida porque ímã não interage com carga na situação descrita. 02. (UFMG-1988) Um fio metálico FG, percorrido por uma corrente elétrica i, é colocado horizontalmente em uma região onde existem um campo elétrico uniforme E, vertical, para baixo, e um campo magnético também uniforme, B, vertical, para cima, como mostra a figura. E B i S N +Q Considerando as ações dos campos E e B sobre o fio, pode-se concluir que sobre FG estará atuando A) uma força elétrica para baixo e uma força magnética para cima. B) uma força elétrica para cima e uma força magnética para baixo. C) apenas uma força elétrica para baixo. D) apenas uma força magnética para cima. E) apenas uma força magnética horizontal, apontando para o leitor. As questões 03 e 04 referem-se ao enunciado e à figura seguintes. Esta figura mostra dois fios, M e N, paralelos, percorridos por correntes de mesma intensidade, ambas saindo da folha de papel. O ponto P está à mesma distância dos dois fios. M N P 03. (UFMG-1995-A) A opção que melhor representa a direção e o sentido corretos para o campo magnético que as correntes criam em P é A) B) M N P B C) M N D) P B E) Este campo é nulo. B M M P P N B N F G 24

25 04. (UFMG-1995-A) A alternativa que melhor representa a direção e o sentido da força magnética que atua no fio M, em virtude da ação do campo magnético criado pela corrente no fio N, é A) i B) S N N S i A) M B) F C) F D) E) Essa força é nula. 05. (UFMG-1995-A) Um feixe de elétrons passa inicialmente entre os pólos de um ímã e, a seguir, entre duas placas paralelas, carregadas com cargas de sinais contrários, dispostos conforme a figura. na ausência do ímã e das placas, o feixe de elétrons atinge o ponto O do anteparo. e- S N M F F M M I IV II 0 III i C) D) E) N S S N i 07. (UFMG-1995-B) Esta figura mostra uma bateria que gera uma corrente elétrica i no circuito. Considere uniforme o campo magnético entre os polos do ímã. O vetor que representa, corretamente, a força magnética que esse campo exerce sobre o trecho horizontal PQ do fio situado entre os polos do ímã é S N i Ímã Placas Anteparo Em virtude das ações dos campos magnético e elétrico, pode-se concluir que o feixe A) i P A) passará a atingir a região I do anteparo. B) passará a atingir a região II do anteparo. C) passará a atingir a região III do anteparo. D) passará a atingir a região IV do anteparo. E) continuará a atingir o ponto O do anteparo. 06. (UFMG-1995-B) Esta figura mostra uma pequena chapa metálica imantada que flutua sobre a água de um recipiente. Um fio elétrico está colocado sobre esse recipiente. S O fio passa, então, a conduzir uma intensa corrente elétrica contínua, no sentido da esquerda para a direita. A alternativa que melhor representa a posição da chapa metálica imantada, após um certo tempo, é N B) C) D) E) Essa força é nula. Q 08. (UFMG-1996-A) Uma carga elétrica negativa está perto de uma bússola. É CORRETO afirmar que a carga A) atrairá o polo norte da bússola, mesmo que essa carga esteja em repouso. B) atrairá o polo sul da bússola, mesmo que essa carga esteja em repouso. C) não interferirá com a bússola, mesmo que essa carga esteja em movimento. D) só interferirá com a bússola se essa carga estiver em movimento. 25

26 09. (UFMG-1996-A) A figura mostra, de forma esquemática, um feixe de partículas penetrando em uma câmara de bolhas. R 11. (UFMG-1996-B) Se a força que se opõe ao peso da partícula é de origem magnética, as linhas de indução que indicam a direção e o sentido do campo magnético na região estão indicadas, corretamente, na alternativa T S A) B) A câmara de bolhas é um dispositivo que torna visível as trajetórias de partículas atômicas. O feixe de partículas é constituído por prótons, elétrons e nêutrons, todos com a mesma velocidade. Na região da câmara existe um campo magnético perpendicular ao plano da figura entrando no papel. Esse campo provoca a separação desse feixe em três feixes com trajetórias distintas: R, S e T. A associação correta entre as trajetórias e as partículas é A) trajetória R - elétron, trajetória S - nêutron, trajetória T - próton; B) trajetória R - nêutron, trajetória S - elétron, trajetória T - próton; C) trajetória R - próton, trajetória S - elétron, trajetória T - nêutron; D) trajetória R - próton, trajetória S - nêutron, trajetória T - elétron; As questões 10 e 11 referem-se à situação abaixo. Uma partícula carregada negativamente movimenta-se na horizontal, com velocidade constante, em uma região próxima à superfície da Terra como mostra a figura. A situação de equilíbrio dessa partícula (velocidade constante) e proporcionada por uma força igual e de sentido contrário ao seu peso. v C) D) (horizontal saindo do plano da folha de papel) 12. (UFMG-1997-A) A figura representa um longo fio conduzindo corrente elétrica i. Em um dado instante, duas cargas, uma positiva e uma negativa, estão com velocidade V uma de cada lado do fio. v A configuração que melhor representa as forças do fio sobre cada uma das cargas é: A) B) i (horizontal entrando do plano da folha de papel) v 10. (UFMG-1996-B) Se a força que se põe ao peso da partícula é de origem elétrica, as linhas de força que indicam a direção e o sentido do campo elétrico na região estão indicadas, corretamente, na alternativa A) B) C) D) B) D) 26

27 13. (UFMG-1997-B) Um professor apresenta a figura abaixo aos seus alunos e pede que eles digam o que ela representa. Nas alternativas, o sinal representa um vetor perpendicular ao papel e "entrando" nele e o sinal, um vetor também perpendicular, mas "saindo" do papel. Assinale a alternativa em que estão representados corretamente a direção e o sentido do campo magnético B que atua nesse feixe de elétrons. Andréa diz que a figura pode representar as linhas de campo elétrico de duas cargas elétricas idênticas; Beatriz diz que a figura pode representar as linhas de campo elétrico de duas cargas elétricas de sinais contrários; Carlos diz que a figura pode representar as linhas de indução magnética de dois polos magnéticos idênticos; Daniel diz que a figura pode representar as linhas de indução magnética de dois polos magnéticos contrários. Os alunos que responderam corretamente são A) Andréa e Carlos. B) Andréa e Daniel. C) Beatriz e Carlos. D) Beatriz e Daniel. 14. (UFMG-1999) Dois fios paralelos, percorridos por correntes elétricas de intensidades diferentes, estão se repelindo. Com relação às correntes nos fios e as forças magnéticas com que um fio repele o outro, é CORRETO afirmar que A) as correntes têm o mesmo sentido e as forças têm módulos iguais. B) as correntes têm sentidos contrários e as forças têm módulos iguais. C) as correntes têm o mesmo sentido e as forças têm módulos diferentes. D) as correntes têm sentidos contrários e as forças têm módulos diferentes. 15. (UFMG-2000) A figura mostra parte da trajetória descrita por um feixe de elétrons na presença de um campo magnético. As setas indicam o sentido do movimento dos elétrons. 16. (UFMG-2001) Na figura, estão representadas duas placas metálicas paralelas, carregadas com cargas de mesmo valor absoluto e de sinais contrários. Entre essas placas, existe um campo magnético uniforme B, perpendicular ao plano da página e dirigido para dentro desta, como mostrado, na figura, pelo símbolo. Uma partícula com carga elétrica positiva È colocada no ponto P, situado entre as placas. Considerando essas informações, assinale a alternativa em que melhor está representada a trajetória da partícula após ser solta no ponto P. A) B) C) D) 27

28 17. (UFMG-2002) Uma bateria, ligada a uma placa metálica, cria, nesta, um campo elétrico E, como mostrado na figura I. Esse campo causa movimento de elétrons na placa. Se essa placa for colocada em uma região onde existe um determinado campo magnético B, observa-se que elétrons se concentram em um dos lados dela, como mostrado na figura II. 19. (UFMG-2003) Nesta figura, estão representados dois fios, percorridos por correntes elétricas de mesma intensidade e de sentidos contrários, e dois pontos, K e L. Os fios e os pontos estão no mesmo plano. O ponto L é equidistante dos dois fios e o ponto K está à esquerda deles. Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que o campo magnético, Com base nessas informações, assinale a alternativa em que MELHOR estão representados a direção e o sentido do campo magnético existente nessa região. A) em K, é nulo e, em L, está entrando no papel. B) em K, está entrando no papel e, em L, está saindo dele. C) em K, está saindo do papel e, em L, é nulo. D) em K, está saindo do papel e, em L, está entrando nele. 18. (UFMG-2003) Fazendo uma experiência com dois ímãs em forma de barra, Júlia colocou-os sob uma folha de papel e espalhou limalhas de ferro sobre essa folha. Ela colocou os ímãs em duas diferentes orientações e obteve os resultados mostrados nas figuras I e II. 20. (UFMG-2004) Um feixe de elétrons entra em uma região onde existe um campo magnético, cuja direção coincide com a direção da velocidade dos elétrons. Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que, ao entrar no campo magnético, os elétrons desse feixe A) são desviados e sua energia cinética não se altera. B) não são desviados e sua energia cinética aumenta. C) são desviados e sua energia cinética aumenta. D) não são desviados e sua energia cinética não se altera. Nessas figuras, os ímãs estão representados pelos retângulos. Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que as extremidades dos ímãs voltadas para a região entre eles correspondem aos polos A) norte e norte na figura I e sul e norte na figura II. B) norte e norte na figura l e sul e sul na figura II. C) norte e sul na figura I e sul e norte na figura II. D) norte e sul na figura I e sul e sul na figura II. 28

29 21. (UFMG-2005) O tubo de imagem de um televisor está representado, esquematicamente, na Figura I. Elétrons são acelerados da parte de trás desse tubo em direção ao centro da tela. Quatro bobinas K, L, M e N produzem campos magnéticos variáveis, que modificam a direção dos elétrons, fazendo com que estes atinjam a tela em diferentes posições, formando uma imagem, como ilustrado na Figura II. As bobinas K e L produzem um campo magnético na direção vertical e as bobinas M e N, na horizontal. Em um certo instante, um defeito no televisor interrompe a corrente elétrica nas bobinas K e L e apenas as bobinas M e N continuam funcionando. Assinale a alternativa em que MELHOR se representa a imagem que esse televisor passa a produzir nessa situação. Sejam F K e F L, respectivamente, os módulos das forças magnéticas nos fios K e L. Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que A) na Figura I, F K = F L = 0 e, na Figura II, F K F L. B) na Figura I, F K = F L 0 e, na Figura II, F K F L. C) na Figura I, F K = F L = 0 e, na Figura II, F K = F L 0. D) na Figura I, F K = F L 0 e, na Figura II, F K = F L (UFMG-2006) Em algumas moléculas, há uma assimetria na distribuição de cargas positivas e negativas, como representado, esquematicamente, nesta figura: Considere que uma molécula desse tipo é colocada em uma região onde existem um campo elétrico e um campo magnético, uniformes, constantes e mutuamente perpendiculares. Nas alternativas abaixo, estão indicados as direções e os sentidos desses campos. Assinale a alternativa em que está representada CORRETAMENTE a orientação de equilíbrio dessa molécula na presença dos dois campos. 22. (UFMG-2006) Em um experimento, André monta um circuito em que dois fios retilíneos - K e L -, paralelos, são percorridos por correntes elétricas constantes e de sentidos opostos. Inicialmente, as correntes nos fios são iguais, como mostrado na Figura I. Em seguida, André dobra o valor da corrente no fio L, como representado na Figura II. 29

30 24. (UFMG-2007) Um fio condutor reto e vertical passa por um furo em uma mesa, sobre a qual, próximo ao fio, são colocadas uma esfera carregada, pendurada em uma linha de material isolante, e uma bússola, como mostrado nesta figura: Nessa figura, K e L representam duas partículas eletricamente carregadas e as setas indicam suas velocidades em certo instante. Com base nessas informações, Alice e Clara chegam a estas conclusões: Alice - Independentemente do sinal da sua carga, a partícula L terá a direção de sua velocidade alterada pelo campo magnético da Terra. Clara - Se a partícula K tiver carga elétrica negativa, sua velocidade será reduzida pelo campo magnético da Terra e poderá não atingi-la. Considerando-se a situação descrita, é CORRETO afirmar que A) apenas a conclusão de Alice está certa. B) apenas a conclusão de Clara está certa. C) ambas as conclusões estão certas. D) nenhuma das duas conclusões está certa. Inicialmente, não há corrente elétrica no fio e a agulha da bússola aponta para ele, como se vê na figura. Em certo instante, uma corrente elétrica constante é estabelecida no fio. Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que, após se estabelecer a corrente elétrica no fio, A) a agulha da bússola vai apontar para uma outra direção e a esfera permanece na mesma posição. B) a agulha da bússola vai apontar para uma outra direção e a esfera vai se aproximar do fio. C) a agulha da bússola não se desvia e a esfera permanece na mesma posição. D) a agulha da bússola não se desvia e a esfera vai se afastar do fio. 25. (UFMG-2010) Reações nucleares que ocorrem no Sol produzem partículas algumas eletricamente carregadas, que são lançadas no espaço. Muitas dessas partículas vêm em direção à Terra e podem interagir com o campo magnético desse planeta. Nesta figura, as linhas indicam, aproximadamente, a direção e o sentido do campo magnético em torno da Terra: GABARITO UNIDADE 5: MAGNETISMO UFMG 01 E 11 C 21 A 02 E 12 B 22 D 03 B 13 D 23 B 04 B 14 B 24 A 05 A 15 B 25 A 06 C 16 C 07 B 17 A 08 D 18 D 09 D 19 D 10 C 20 D 30

31 UNIDADE 6 ELETROMAGNETISMO PROGRAMA DA UFMG Indução eletromagnética a) Leis de Faraday e de Lenz análise semiquantitativa. b) Força eletromotriz induzida. c) Gerador elétrico e transformador estudo semi-quantitativo. Ondas eletromagnéticas Ondas eletromagnéticas: constituição e propagação. É importante que o candidato saiba, em uma situação específica, identificar as forças que atuam sobre objetos e determinar a força resultante, bem como ser capaz de descrever o movimento desses objetos. É importante também que o candidato tenha conhecimento de que fenômenos ondulatórios como interferência, difração, efeito Doppler, reflexão ocorrem, qualitativamente, da mesma forma para qualquer tipo de onda. UFMG 01. (UFMG-1993-B) Essa figura mostra um trilho metálico, horizontal, sobre o qual uma barra, também metálica, pode-se deslocar livremente, sem atrito. Na região onde está o trilho existe um campo magnético B, saindo do papel. trilho metálico A) de X para Y e seu movimento será acelerado. B) de X para Y e seu movimento será retardado. C) de Y para X e seu movimento será acelerado. D) de Y para X e seu movimento será retardado. E) de Y para X e seu movimento será uniforme. 02. (UFMG-1994-B) Este diagrama mostra um pêndulo com uma placa de cobre presa em sua extremidade. Esse pêndulo pode oscilar livremente, mas, quando a placa de cobre é colocada entre os polos de um ímã forte, ele para de oscilar rapidamente. Isso ocorre porque A) a placa de cobre ficou ionizada. B) a placa de cobre fica eletricamente carregada. C) correntes elétricas são induzidas na placa de cobre. D) os átomos de cobre ficam eletricamente polarizados. E) os elétrons livres da placa de cobre são atraídos eletrostaticamente pelos polos do ímã. 03. (UFMG-1995-A) Esta figura mostra um ímã colocado próximo a uma bobina. v 0 Todas as alternativas apresentam situações em que aparecerá uma corrente induzida na bobina, EXCETO barra metálica Lançando-se a barra para a direita, com velocidade v 0, haverá nela uma corrente elétrica A) A bobina e o ímã se movimentam com a mesma velocidade para a direita. B) A bobina está em repouso e o ímã se movimenta para a direita. C) A bobina está em repouso e o ímã se movimenta para a esquerda. D) O ímã está em repouso e a bobina se movimenta para a direita. E) O ímã está em repouso e a bobina se movimenta para a esquerda. 31

32 04. (UFMG-1995-B) Uma espira condutora quadrada é colocada no mesmo plano e ao lado de um circuito constituído de uma pilha, de uma lâmpada e de um interruptor, como mostra a figura. o plano do anel permanece sempre perpendicular à direção do campo magnético e que a linha tracejada representa a trajetória do anel. I V II IV Todas as alternativas apresentam ações que geram uma corrente elétrica induzida na espira, EXCETO A) Desligar o interruptor. B) Ligar o interruptor. C) Manter o interruptor ligado. D) Manter o interruptor ligado e afastar a espira do circuito. E) Manter o interruptor ligado e aproximar a espira do circuito. 05. (UFMG-1996-A) A figura mostra um circuito composto de uma bateria e de um reostato (resistor do qual se pode variar a resistência). Esse circuito está ao lado de uma espira metálica. Pode-se afirmar que, durante a oscilação, aparecerá uma corrente elétrica induzida no anel quando ele estiver passando nas regiões: A) I, II, III, IV e V B) II, III e IV C) II e IV D) III III Campo magnético entrando no plano da folha de papel 07. (UFMG-1997-A) Um aro metálico com uma certa resistência elétrica desce um plano inclinado. Em determinado trecho, ele passa por uma região onde existe um campo magnético, como mostra a figura. reostato bateria P espira Q Na espira metálica NÃO haverá corrente elétrica quando A) a espira se deslocar em linha reta na direção do ponto P. B) a espira se deslocar em linha reta na direção do ponto Q. C) a espira se deslocar em linha reta na direção do ponto R. D) a resistência no reostato estiver sendo alterada. 06. (UFMG-1996-B) Um anel metálico é preso na extremidade de um cordão e posto a oscilar. Durante seu movimento, ele passa por uma região onde existe um campo magnético uniforme como mostra a figura. Considere que R 32 Com relação a essa situação, é correto afirmar que A) nada se pode dizer sobre a influência do campo magnético no tempo de queda, sem conhecer a resistência elétrica do aro. B) o campo magnético não influenciará no tempo de descida do aro. C) o tempo gasto pelo aro, para atingir a base do plano, é maior do que o tempo que ele gastaria se o campo magnético não existisse. D) o tempo gasto pelo aro, para atingir a base do plano, é menor do que o tempo que ele gastaria se o campo magnético não existisse.

33 08. (UFMG-1997-A) O diagrama apresenta o espectro eletromagnético com as identificações de diferentes regiões em função dos respectivos intervalos de comprimento de onda no vácuo. e a bobina estão fixos nas posições mostradas na figura. É CORRETO afirmar que, no vácuo, A) os raios se propagam com maiores velocidades que as ondas de rádio. B) os raios X têm menor frequência que as ondas longas. C) todas as radiações têm a mesma frequência. D) todas as radiações têm a mesma velocidade de propagação. 09. (UFMG-1997-B) A figura mostra um ímã e um aro circular. O eixo do ímã (eixo x) é perpendicular ao plano do aro, (plano yz) e passa pelo seu centro. Com base nessas informações, È CORRETO afirmar que A) a bobina não exerce força sobre o ímã. B) a força exercida pela bobina sobre o ímã diminui quando se aumenta a resistência R. C) a força exercida pela bobina sobre o ímã é diferente da força exercida pelo ímã sobre a bobina. D) o ímã é repelido pela bobina. 12. (UFMG-2002) Um fio de cobre, enrolado na forma de uma espira, está fixado em uma região, onde existe um campo magnético B, como mostrado na figura. Esse campo tem o mesmo módulo em toda a região em que se encontra a espira, é perpendicular ao plano da página e dirigido para dentro desta, como representado, nesta figura, pelo símbolo : NÃO aparecerá corrente na espira se ela A) deslocar-se ao longo do eixo x. B) deslocar-se ao longo do eixo y. C) girar em torno do eixo x. D) girar em torno do eixo y. 10. (UFMG-2000) Uma onda de rádio é emitida por uma estação transmissora e recebida por um aparelho receptor situado a alguns quilômetros de distância. Para que ocorra a propagação da onda de rádio, entre a estação transmissora e o aparelho receptor, A) deve existir um meio material qualquer. B) deve existir um meio material que contenha elétrons livres. C) deve existir um meio material que contenha fótons. D) não é necessária a presença de um meio material. 11. (UFMG-2001) Na figura, estão representados uma bobina (fio enrolado em torno de um tubo de plástico) ligada em série com um resistor de resistência R e uma bateria. Próximo à bobina, está colocado um ímã com os polos norte (N) e sul (S) na posição indicada. O ímã 33 O módulo desse campo magnético varia com o tempo, como representado neste gráfico: Considerando-se essas condições, é CORRETO afirmar que há uma corrente elétrica induzida na espira A) apenas na região II do gráfico. B) apenas na região III do gráfico. C) apenas nas regiões I e III do gráfico. D) nas três regiões do gráfico.

34 13. (UFMG-2004) Um anel metálico rola sobre uma mesa, passando, sucessivamente, pelas posições P, Q, R e S, como representado nesta figura: Na região indicada pela parte sombreada na figura, existe um campo magnético uniforme, perpendicular ao plano do anel, representado pelo símbolo B. Considerando-se essa situação, é CORRETO afirmar que, quando o anel passa pelas posições Q, R e S, a corrente elétrica, nele, A) é nula apenas em R e tem sentidos opostos em Q e em S. B) tem o mesmo sentido em Q, em R e em S. C) é nula apenas em R e tem o mesmo sentido em Q e em S. D) tem o mesmo sentido em Q e em S e sentido oposto em R. INSTRUÇÃO: As questões 14 e 15 devem ser respondidas com base na situação descrita a seguir. Em uma aula, o Prof. Antônio apresenta uma montagem com dois anéis dependurados, como representado na figura abaixo. Um dos anéis é de plástico material isolante e o outro é de cobre material condutor. são atraídos nem repelidos por um ímã que está parado em relação a eles. Ele, então, aproxima rapidamente o ímã, primeiro, do anel de plástico e, depois, do anel de cobre. Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que A) os dois anéis se aproximam do ímã. B) o anel de plástico não se movimenta e o de cobre se afasta do ímã. C) nenhum dos anéis se movimenta. D) o anel de plástico não se movimenta e o de cobre se aproxima do ímã. 16. (UFMG-2006) Rafael utiliza duas bobinas, uma pilha, um interruptor e um amperímetro para fazer a montagem mostrada nesta figura: Ele liga uma das bobinas em série com a pilha e com o interruptor, inicialmente, desligado. A outra bobina, ele a conecta ao amperímetro e a coloca próximo à primeira. Em seguida, Rafael liga o interruptor no instante t1 e desliga-o no instante t2. Assinale a alternativa cujo gráfico MELHOR representa a corrente no amperímetro em função do tempo, na situação descrita. 14. (UFMG-2005) Inicialmente, o Prof. Antônio aproxima um bastão eletricamente carregado, primeiro, do anel de plástico e, depois, do anel de cobre. Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que A) os dois anéis se aproximam do bastão. B) o anel de plástico não se movimenta e o de cobre se afasta do bastão. C) os dois anéis se afastam do bastão. D) o anel de plástico não se movimenta e o de cobre se aproxima do bastão. 15. (UFMG-2005) Em seguida, o Prof. Antônio mostra que o anel de plástico e o de cobre não 34

35 17. (UFMG-2007) Uma bobina condutora, ligada a um amperímetro, é colocada em uma região onde há um campo magnético B, uniforme, vertical, paralelo ao eixo da bobina, como representado nesta figura: Nos dois casos, há uma corrente alternada no fio. Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que uma corrente elétrica induzida na espira A) ocorre apenas na situação I. B) ocorre apenas na situação II. C) ocorre nas duas situações. D) não ocorre em qualquer das duas situações. GABARITO UFMG 01 A 06 D 11 B 16 B 02 C 07 C 12 C 17 D Essa bobina pode ser deslocada horizontal ou verticalmente ou, ainda, ser girada em torno do eixo PQ da bobina ou da direção RS, perpendicular a esse eixo, permanecendo, sempre, na região do campo. Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que o amperímetro indica uma corrente elétrica quando a bobina é A C C D C D A A B B A) deslocada horizontalmente, mantendo-se seu eixo paralelo ao campo magnético. B) deslocada verticalmente, mantendo-se seu eixo paralelo ao campo magnético. C) girada em torno do eixo PQ. D) girada em torno da direção RS. 18. (UFMG-2009) Sabe-se que uma corrente elétrica pode ser induzida em uma espira colocada próxima a um cabo de transmissão de corrente elétrica alternada ou seja, uma corrente que varia com o tempo. Considere que uma espira retangular é colocada próxima a um fio reto e longo de duas maneiras diferentes, como representado nestas figuras: Na situação representada em I, o fio está perpendicular ao plano da espira e, na situação representada em II, o fio está paralelo a um dos lados da espira. 35

36 UNIDADE 7: MOVIMENTO ONDULATÓRIO PROGRAMA DA UFMG ONDAS 1. ONDAS MECÂNICAS EM UMA E EM DUAS DIMENSÕES a) Amplitude, período, frequência e comprimento de onda. b) Velocidade de propagação e sua relação com o comprimento de onda e com a frequência. c) Ondas longitudinais e ondas transversais. d) Reflexão e refração estudo semiquantitativo. e) Interferência e difração estudo qualitativo. f) Ondas estacionárias em uma corda: relação entre o comprimento de onda e o comprimento da corda. 2. SOM a) Frequência, amplitude e forma das ondas sonoras. b) Velocidade de propagação. c) Reflexão de ondas sonoras. d) Interferência e superposição de ondas. e) Efeito Doppler análise semi-quantitativa. É importante que o candidato saiba fazer a correspondência dos conceitos físicos associados às ondas sonoras frequência, amplitude e forma de onda com os conceitos do cotidiano altura, volume e timbre. UFMG 01. (UFMG-1995-A) As seis cordas de um violão têm espessuras diferentes e emitem sons que são percebidos pelo ouvido de forma diferente. No entanto, com boa aproximação, pode-se afirmar que todas elas emitem ondas sonoras que, no ar, têm A) a mesma altura. B) a mesma frequência. C) a mesma intensidade. D) a mesma velocidade. E) o mesmo comprimento de onda. 02. (UFMG-1995-A) As ondas de rádio têm uma frequência muito menor do que a luz azul. Considere ondas de rádio e luz azul que se propagam no vácuo. As ondas de rádio têm velocidade v OR e comprimento de onda OR enquanto a luz azul tem velocidade v AZUL e comprimento de onda AZUL. Com relação a essas grandezas pode-se afirmar que A) v OR < v AZUL ; OR = AZUL. B) v OR < v AZUL ; OR > AZUL. C) v OR = v AZUL ; OR < AZUL. D) v OR = v AZUL ; OR > AZUL. E) v OR > v AZUL ; OR < AZUL. 03. (UFMG-1995-B) Um conta gotas situado a uma certa altura acima da superfície de um lago deixa cair sobre ele uma gota d água a cada três segundos. Se as gotas passassem a cair na razão de uma gota a cada dois segundos, as ondas produzidas na água terão menor A) amplitude. B) comprimento de onda. C) frequência. D) timbre. E) velocidade. 04. (UFMG-1995-B) Esta figura mostra parte de duas ondas, I e II, que se propagam na superfície da água de dois reservatórios idênticos. I I II I Com base nessa figura, pode-se afirmar que A) a frequência da onda I é menor do que a da onda II, e o comprimento de onda de I é maior do que o de II. B) as duas ondas têm a mesma amplitude, mas a frequência de I é menor do que a de II. C) as duas ondas têm a mesma frequência, e o comprimento de onda é maior na onda I do que na onda II. D) os valores da amplitude e do comprimento de onda são maiores na onda I do que na onda II. E) os valores da frequência e do comprimento de onda são maiores na onda I do que na onda II. 36

37 05. (UFMG-1996-A) As afirmações abaixo referem-se a ondas e a fenômenos periódicos em geral. Assinale a alternativa que contém a afirmação correta. A) A frequência da rotação da Terra em torno do Sol é menor que a frequência da rotação da Lua em torno da Terra. B) A frequência da tensão elétrica da rede elétrica nas residências (60 Hertz) é da mesma ordem de grandeza que a frequência de pulsação do coração humano. C) A frequência dos sinais das estações de rádio é da mesma ordem de grandeza da frequência dos sons audíveis. D) As frequências do som de um cavaquinho são, em geral, menores que as do som de um contrabaixo. 06. (UFMG-1996-A) Uma pessoa vê um relâmpago e, três segundos (3,00 s) depois, escuta o trovão. Sabendo que a velocidade da luz no ar é de aproximadamente km/s e a do som, no ar, é de 330 m/s, ela estima a distância a que o raio caiu. A melhor estimativa para esse caso é A) 110 m. B) 330 m. C) 660 m. D) 990 m. 07. (UFMG-1996-B) Uma rolha flutua na superfície da água de um lago. Uma onda passa pela rolha e essa executa, então, um movimento de sobe e desce, conforme mostra a figura. 08. (UFMG-1996-B) É muito fácil distinguir o som produzido por um piano do som produzido por um violão. A mesma nota musical tocada em um piano e em um violão é percebida por uma pessoa de maneira diferente. Isso acontece devido principalmente ao fato de as ondas sonoras, emitidas pelo piano e pelo violão, terem A) comprimentos de ondas diferentes. B) formas de onda diferentes. C) frequências diferentes. D) velocidades diferentes. 09. (UFMG-96-B) Um feixe de luz monocromática, de comprimento de onda A e frequência f A, se propaga na água do interior de um aquário com velocidade v A. Ao atravessar uma de suas paredes de vidro, a luz terá comprimento de onda V, frequência f V e velocidade v V. Pode-se afirmar CORRETAMENTE que A) A V, f A f V e v A v V. B) A = V, f A f V e v A v V. C) A V, f A f V e v A = v V. D) A V, f A = f V e v A v V. 10. (UFMG-1997-A) Um menino caminha pela praia arrastando uma vareta. Uma das pontas da vareta encosta na areia e oscila, no sentido transversal à direção do movimento do menino, traçando no chão uma curva na forma de uma onda, como mostra a figura. O tempo que a rolha leva para ir do ponto mais alto ao ponto mais baixo do seu movimento é 2 segundos. O período do movimento da rolha é A) 0,5 s. B) 1,0 s. C) 2,0 s. D) 4,0 s. Uma pessoa observa o menino e percebe que a frequência de oscilação da ponta da vareta encostada na areia é de 1,2 Hz e que a distância entre dois máximos consecutivos da onda formada na areia é de 0,80 m. A pessoa conclui então que a velocidade do menino é A) 0,67 m/s. B) 0,96 m/s. C) 1,5 m/s. D) 0,80 m/s. 37

38 11. (UFMG-1997-A) Uma onda sonora de uma determinada frequência está se propagando dentro de um tubo com gás. A figura representa, em um dado instante, a densidade de moléculas do gás dentro do tubo: região mais escura corresponde a maior densidade. M N Se a fonte sonora que emitiu esse som aumentar sua intensidade, A) a densidade do gás na região M aumenta e a densidade em N diminui. B) a densidade do gás na região M diminui e a densidade em N aumenta. C) a distância entre as regiões M e N aumenta. D) a distância entre as regiões M e N diminui. 14. (UFMG-1998) O som é um exemplo de uma onda longitudinal. Uma onda produzida numa corda esticada é um exemplo de uma onda transversal. O que difere ondas mecânicas longitudinais de ondas mecânicas transversais é A) a direção de vibração do meio de propagação. B) a direção de propagação. C) o comprimento de onda. D) a frequência. 15. (UFMG-98) Uma onda sofre refração ao passar de um meio I para um meio II. Quatro estudantes, Bernardo, Clarice, Júlia e Rafael, traçaram os diagramas mostrados na figura para representar esse fenômeno. Nesses diagramas, as retas paralelas representam as cristas das ondas e as setas, a direção de propagação da onda. 12. (UFMG-1997-B) Um menino, balançando em uma corda dependurada em uma árvore, faz 20 oscilações em um minuto. Pode-se afirmar que seu movimento tem A) um período de 3,0 segundos. B) um período de 60 segundos. C) uma frequência de 3,0 Hz. D) uma frequência de 20 Hz. 13. (UFMG-1997-B) Duas pessoas esticam uma corda, puxando por suas extremidades, e cada uma envia um pulso na direção da outra. Os pulsos têm o mesmo formato, mas estão invertidos como mostra a figura. Os estudantes que traçaram um diagrama coerente com as leis da refração foram Pode-se afirmar que os pulsos: A) passarão um pelo outro, cada qual chegando à outra extremidade. B) se destruirão, de modo que nenhum deles chegará às extremidades. C) serão refletidos, ao se encontrarem, cada um mantendo-se no mesmo lado em que estava com relação à horizontal. D) serão refletidos, ao se encontrarem, porém invertendo seus lados com relação à horizontal. A) Bernardo e Rafael. B) Bernardo e Clarice. C) Júlia e Rafael. D) Clarice e Júlia. 38

39 16. (UFMG-1999) A figura mostra pulsos produzidos por dois garotos, Breno e Tomás, nas extremidades de uma corda. Cada pulso vai de encontro ou outro. O pulso produzido por Breno tem maior amplitude que o pulso produzido por Tomás. As setas indicam os sentidos de movimento dos pulsos. Assinale a alternativa que contém a melhor representação dos pulsos, logo depois de se encontrarem. As melhores estimativas para o comprimento de onda l e para o período T dessa onda são A) l = 0,20 m e T = 0,50 s. B) l = 0,20 m e T = 0,20 s. C) l = 0,50 m e T = 0,50 s. D) l = 0,50 m e T = 0,20 s. 18. (UFMG-2000) Ao tocar um violão, um músico produz ondas nas cordas desse instrumento. Em consequência, são produzidas ondas sonoras que se propagam no ar. Comparando-se uma onda produzida em uma das cordas do violão com a onda sonora correspondente, é CORRETO afirmar que as duas têm A) a mesma amplitude. B) a mesma frequência. C) a mesma velocidade de propagação. D) o mesmo comprimento de onda. 19. (UFMG-2001) Na figura, está representada uma onda que, ao se propagar, se aproxima de uma barreira. A posição das cristas dessa onda, em um certo momento, está representada pelas linhas verticais. A seta indica a direção de propagação da onda. Na barreira, existe uma abertura retangular de largura ligeiramente maior que o comprimento de onda da onda. 17. (UFMG-2000) A figura I mostra, em um determinado instante de tempo, uma mola na qual se propaga uma onda longitudinal. Uma régua de 1,5 m está colocada a seu lado. A figura II mostra como o deslocamento de um ponto P da mola, em relação a sua posição de equilíbrio, varia com o tempo. Considerando essas informações, assinale a alternativa em que melhor estão representadas as cristas dessa onda após ela ter passado pela barreira. A) B) C) D) 39

40 20. (UFMG-2002) Mariana pode ouvir sons na faixa de 20 Hz a 20 khz. Suponha que, próximo a ela, um morcego emite um som de 40 khz. Assim sendo, Mariana não ouve o som emitido pelo morcego, porque esse som tem A) um comprimento de onda maior que o daquele que ela consegue ouvir. B) um comprimento de onda menor que o daquele que ela consegue ouvir. C) uma velocidade de propagação maior que a daquele que ela consegue ouvir. D) uma velocidade de propagação menor que a daquele que ela consegue ouvir. 21. (UFMG-2003) Daniel brinca produzindo ondas ao bater com uma varinha na superfície de um lago A varinha toca a água a cada 5 segundos. Se Daniel passar a bater a varinha na água a cada 3 segundos. as ondas produzidas terão maior A) comprimento de onda. B) frequência. C) período. D) velocidade 22. (UFMG-2004) Ao assobiar, Rafael produz uma onda sonora de uma determinada frequência. Essa onda gera regiões de alta e baixa pressão ao longo de sua direção de propagação. A variação de pressão p em função da posição x, ao longo dessa direção de propagação, em um certo instante, está representada nesta figura: 23. (UFMG-2004) O muro de uma casa separa Laila de sua gatinha. Laila ouve o miado da gata, embora não consiga enxergá-la. Nessa situação, Laila pode ouvir, mas não pode ver sua gata, PORQUE A) a onda sonora é uma onda longitudinal e a luz é uma onda transversal. B) a velocidade da onda sonora é menor que a velocidade da luz. C) a frequência da onda sonora é maior que a frequência da luz visível. D) o comprimento de onda do som é maior que o comprimento de onda da luz visível. 24. (UFMG-2006) Enquanto brinca, Gabriela produz uma onda transversal em uma corda esticada. Em certo instante, parte dessa corda tem a forma mostrada nesta figura: Em outro momento, Rafael assobia produzindo uma onda sonora de frequência duas vezes maior que a anterior. Com base nessas informações, assinale a alternativa cujo gráfico melhor representa o gráfico de p em função de x para esta segunda onda sonora. A direção de propagação da onda na corda também está indicada na figura. Assinale a alternativa em que estão representados CORRETAMENTE a direção e o sentido do deslocamento do ponto P da corda, no instante mostrado. 40

41 25. (UFMG-2007) Bernardo produz uma onda em uma corda, cuja forma, em certo instante, está mostrada na Figura I. Na Figura II, está representado o deslocamento vertical de um ponto dessa corda em função do tempo. 27. (UFMG-2008) Quando, em uma região plana e distante de obstáculos, se ouve o som de um avião voando, parece que esse som vem de uma direção diferente daquela em que, no mesmo instante, se enxerga o avião. Considerando-se essa situação, é CORRETO afirmar que isso ocorre porque A) a velocidade do avião é maior que a velocidade do som no ar. B) a velocidade do avião é menor que a velocidade do som no ar. C) a velocidade do som é menor que a velocidade da luz no ar. D) o som é uma onda longitudinal e a luz uma onda transversal. 28. (UFMG-2009) Numa aula no Laboratório de Física, o professor faz, para seus alunos, a experiência que se descreve a seguir. Inicialmente, ele enche de água um recipiente I e II de profundidades diferentes. Esse recipiente, visto de cima, está representado nesta figura: Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que a velocidade de propagação da onda produzida por Bernardo, na corda, é de A) 0,20 m/s. B) 0,50 m/s. C) 1,0 m/s. D) 2,0 m/s. 26. (UFMG-2008) Quando uma onda sonora incide na superfície de um lago, uma parte dela é refletida e a outra é transmitida para a água. Sejam f I a frequência da onda incidente, f R a frequência da onda refletida e f T a frequência da onda transmitida para a água. Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que A) f R = f I e f T > f I. B) f R < f I e f T > f I. C) f R = f I e f T = f I. D) f R < f I e f T = f I. No lado esquerdo da região I, o professor coloca uma régua a oscilar verticalmente, com frequência constante, de modo a produzir um trem de ondas. As ondas atravessam a região I e propagamse pela região II, até atingirem o lado direito do recipiente. Na figura, as linhas representam as cristas de onda dessas ondas. Dois dos alunos que assistem ao experimento fazem, então, estas observações: Bernardo: A frequência das ondas na região I é menor que na região II. Rodrigo: A velocidade das ondas na região I é maior que na região II. Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que A) apenas a observação do Bernardo está certa. B) apenas a observação do Rodrigo está certa. C) ambas as observações estão certas. D) nenhuma das duas observações está certa. 41

42 29. (UFMG-2010) Na Figura I, estão representados os pulsos P e Q, que estão se propagando em uma corda e se aproximam um do outro com velocidades de mesmo módulo. Na Figura II, está representado o pulso P, em um instante t, posterior, caso ele estivesse se propagando sozinho. A partir da análise dessas informações, assinale a alternativa em que a forma da corda no instante t está CORRETAMENTE representada. GABARITO: 01 D 02 D 03 B 04 A 05 A 06 D 07 D 08 B 09 D 10 B UFMG 11 A 12 A 13 A 14 A 15 D 16 C 17 D 18 B 19 D 20 B 21 B 22 C 23 D 24 B 25 C 26 C 27 C 28 B 29 D 30 42

43 UNIDADE 8 - CINEMÁTICA ESCALAR A) h B) h PROGRAMA DA UFMG Cinemática a) Sistemas de referência: especificação da posição, da velocidade e da trajetória de uma partícula em diferentes referenciais. b) Movimentos em linha reta com aceleração constante. Nesse tópico, o foco principal é o conhecimento básico das relações entre deslocamento, velocidade e aceleração e a interpretação de gráficos que descrevem essas grandezas. C) h E) h t t D) h t t t UFMG 01. (UFMG-1995-A) Marcelo Negrão, numa partida de vôlei, deu uma cortada na qual a bola partiu com uma velocidade de 126 km/h ( 35 m/s). Sua mão golpeou a bola a 3,0 m de altura, sobre a rede, e ela tocou o chão do adversário a 4,0 m da base da rede, como mostra a figura. Nessa situação pode-se considerar, com boa aproximação, que o movimento da bola é retilíneo e uniforme. 03. (UFMG-1995-B) Uma criança arremessa uma bola verticalmente, para cima. Desprezandose a resistência do ar, o gráfico que representa corretamente a velocidade v da bola, em função do tempo t, é A) v B) v C) v t D) v t t t 3,0 m E) Considerando essa aproximação, pode-se afirmar que o tempo decorrido entre o golpe do jogador e o toque da bola no chão é de A) 1/7 s. B) 2/63 s. C) 3/35 s. D) 4/35 s. E) 5/126 s. 4,0 m 04. (UFMG-1996-A) Uma pessoa passeia durante 30 minutos. Nesse tempo ela anda, corre e também para por alguns instantes. O gráfico representa a distância (x) percorrida por essa pessoa em função do tempo de passeio (t). Pelo gráfico pode-se afirmar que, na sequência do passeio da pessoa, ela 02. (UFMG-1995-A) Uma criança arremessa uma bola, verticalmente, para cima. Desprezandose a resistência do ar, o gráfico que melhor representa a altura h da bola, em função do tempo t, é A) andou (1), correu (2), parou (3) e andou (4). B) andou (1), parou (2), correu (3) e andou (4). C) correu (1), andou (2), parou (3) e correu (4). D) correu (1), parou (2), andou (3) e correu (4). 43

44 05. (UFMG-1996-A) Uma torneira está pingando, soltando uma gota a cada intervalo igual de tempo. As gotas abandonam a torneira com velocidade nula. Considere desprezível a resistência do ar. No momento em que a quinta gota sai da torneira, as posições ocupadas pelas cinco gotas são melhor representadas pela sequência A) B) 07. (UFMG-1996-B) Um carro está se deslocando em uma linha reta, ao longo de um retão de uma pista de corrida. A sua velocidade varia com o tempo de acordo com a tabela. t(s) v(km/h) Com base nos dados da tabela, pode-se afirmar que a aceleração do carro C) D) 06. (UFMG-1996-B) Um ônibus está parado em um sinal. Quando o sinal abre, esse ônibus entra em movimento e v aumenta sua velocidade até um determinado valor. Ele mantém essa velocidade até se aproximar de um ponto de ônibus quando, então, diminui a velocidade até parar. O gráfico posição x em função do tempo t que melhor representa esse movimento é A) x B) x A) foi constante no intervalo de tempo entre 0 s e 2 s. B) foi maior, em média, no intervalo de tempo entre 0 s e 1 s do que entre 1 s e 2 s. C) foi maior, em média, no intervalo de tempo entre 2 s e 3 s do que entre 1 s e 2 s. D) foi maior no intervalo de tempo entre 3 s e 5 s. 08. (UFMG-1997-B) Na última olimpíada, o vencedor da prova dos 100 m rasos foi o canadense Donovan Bailey e o da maratona (42,2 km) foi o sul-africano Josia Thugwane. Os valores mais próximos para as velocidades médias desses atletas são, respectivamente, A) 1,0 m/s e 0,5 m/s. B) 10 m/s e 0,5 m/s. C) 10 m/s e 5,0 m/s D) 50 m/s e 5,0 m/s. C) x t D) x t 09. (UFMG-1998) Este gráfico, velocidade versus tempo, representa o movimento de um automóvel ao longo de uma reta. v(m/s) 24 t t 0 12 t(s) A distância percorrida pelo imóvel nos primeiros 12 s é A) 24 m. B) 2,0 m. C) 288 m. D) 144 m. 44

45 10. (UFMG-1999) Uma pessoa lança uma bola verticalmente para cima. Sejam v o módulo da velocidade e a o módulo da aceleração da bola no ponto mais alto de sua trajetória. Assim sendo, é CORRETO afirmar que, nesse ponto, A) v = 0 e a 0. B) v 0 e a 0. C) v = 0 e a = 0. D) v 0 e a = (UFMG-2000) Júlia está andando de bicicleta, com velocidade constante, quando deixa cair uma moeda. Tomás está parado na rua e vê a moeda cair. Considere desprezível a resistência do ar. Assinale a alternativa em que melhor estão representadas as trajetórias da moeda, como observadas por Júlia e por Tomás. Nesse caso, para alcançar a segunda boia, o menino deve nadar na direção indicada pela linha A) K. B) L. C) M. D) N. 13. (UFMG-2002) Em uma corrida de Fórmula 1, o piloto Miguel Sapateiro passa, com seu carro pela linha de chegada e avança em linha reta, mantendo velocidade constante Antes do fim da reta, porém, acaba a gasolina do carro, que diminui a velocidade progressivamente, até parar. Considere que, no instante inicial, t = 0, o carro passa pela linha de chegada, onde x = 0. Assinale a alternativa cujo gráfico da posição x em função do tempo t melhor representa o movimento desse carro. 14. (UFMG-2002) Observe esta figura: 12. (UFMG-2001) Um menino flutua em uma boia que está se movimentando, levada pela correnteza de um rio. Uma outra boia, que flutua no mesmo rio a uma certa distância do menino, também está descendo com a correnteza. A posição das duas boias e o sentido da correnteza estão indicados nesta figura: Considere que a velocidade da correnteza é a mesma em todos os pontos do rio. 45 t 1 t 2 Daniel está andando de skate em uma pista horizontal. No instante t 1, ele lança uma bola, que, do seu ponto de vista, sobe verticalmente. A bola sobe alguns metros e cai, enquanto Daniel continua a se mover em trajetória retilínea, com velocidade constante. No instante t 2, a bola retorna à mesma altura de que foi lançada. Despreze os efeitos da resistência do ar. Assim sendo, no instante t 2, o ponto em que a bola estará, MAIS provavelmente, é A) L. B) M. C) K. D) qualquer um, dependendo do módulo da velocidade de lançamento.

46 15. (UFMG-2003) Um pequeno bote, que navega a uma velocidade de 2,0 m/s em relação à margem de um rio, é alcançado por um navio, de 50 m de comprimento, que se move paralelamente a ele, no mesmo sentido, como mostrado nesta figura. Esse navio demora 20 segundos para ultrapassar o bote. Ambos movem-se com velocidades constantes. Nessas condições, a velocidade do navio em relação à margem do rio é de, aproximadamente, 17. (UFMG-2005) Um carro está andando ao longo de uma estrada reta e plana. Sua posição em função do tempo está representada neste gráfico: A) 0,50 m/s. B) 2,0 m/s. C) 2,5 m/s. D) 4,5 m/s Sejam v P, v Q e v R os módulos das velocidades do carro, respectivamente, nos pontos P, Q e R, indicados nesse gráfico. Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que A) v Q < v P < v R. B) v P < v R < v Q. C) v Q < v R < v P. D) v P < v Q < v R. 16. (UFMG-2004) Da janela de seu apartamento, Marina lança uma bola verticalmente para cima, como mostrado nesta figura: Despreze a resistência do ar. Assinale a alternativa cujo gráfico melhor representa a velocidade da bola em função do tempo, a partir do instante em que ela foi lançada. 18. (UFMG-2009) Numa corrida, Rubens Barrichelo segue atrás de Felipe Massa, em um trecho da pista reto e plano. Inicialmente, os dois carros movem-se com velocidade constante, de mesmos módulo, direção e sentido. No instante t 1, Felipe aumenta a velocidade de seu carro com aceleração constante; e, no instante t 2, Barrichelo também aumenta a velocidade do seu carro com a mesma aceleração. Considerando essas informações, assinale a alternativa cujo gráfico melhor descreve o módulo da velocidade relativa entre os dois veículos, em função do tempo. 46

47 19. (UFMG-2010) Ângela e Tânia iniciam, juntas, um passeio de bicicleta em torno de uma lagoa. Neste gráfico, está registrada a distância que cada uma delas percorre, em função do tempo: Após 30 minutos do início do percurso, Tânia avisa a Ângela, por telefone, que acaba de passar pela igreja. Com base nessas informações, são feitas duas observações: I - Ângela passa pela igreja 10 minutos após o telefonema de Tânia. II - Quando Ângela passa pela igreja, Tânia está 4 km à sua frente. Considerando-se a situação descrita, é CORRETO afirmar que A) apenas a observação I está certa. B) apenas a observação II está certa. C) ambas as observações estão certas. D) nenhuma das duas observações está certa. UFMG 01 A 06 A 11 C 16 C 02 E 07 B 12 A 17 C 03 C 04 B A 05 B B A 08 C 09 D 10 A C 13 A 14 A 15 D 18 A 47

48 UNIDADE 9 - CINEMÁTICA VETORIAL PROGRAMA DA UFMG a) Vetor velocidade e vetor aceleração. b) Composição de movimentos em uma mesma direção e em direções perpendiculares. UFMG 01. (UFMG-96-B) Cada um dos itens, I, II, III, IV, representa uma sequência de posições de objetos em movimento. Os intervalos de tempo entre duas posições consecutivas assinaladas são sempre os mesmos. Sendo T 2 e T 3 os períodos de E 2 e E 3, respectivamente, pode-se afirmar que as engrenagens vão girar de tal maneira que A) T 1 = T 2 = T 3, com E 3 girando em sentido contrário a E 1. B) T 1 = T 3 T 2, com E 3 girando em sentido contrário a E 1. C) T 1 = T 2 = T 3, com E 3 girando no mesmo sentido que E 1. D) T 1 = T 3 T 2, com E 3 girando no mesmo sentido que E (UFMG-97-B) Uma bola rola sobre a superfície de uma mesa até cair de sua extremidade com uma certa velocidade. A alternativa que melhor representa a trajetória da bola é A) B) Assinale a alternativa que indica TODOS os itens em que há movimento acelerado. A) I e III B) II, III e IV C) II e IV D) III e IV C) D) 02. (UFMG-97-A) Um barco tenta atravessar um rio com 1,0 km de largura. A correnteza do rio é paralela às margens e tem velocidade de 4,0 km/h. A velocidade do barco, em relação à água, é de 3,0 km/h perpendicularmente às margens. Nessas condições, pode-se afirmar que o barco: A) atravessará o rio em 12 minutos. B) atravessará o rio em 15 minutos. C) atravessará o rio em 20 minutos. D) nunca atravessará o rio. 03. (UFMG-97-B) A figura mostra três engrenagens, E 1, E 2 e E 3, fixas pelos seus centros, e de raios R 1, R 2 e R 3 respectivamente. A relação entre os raios é R 1 = R 3 < R 2. A engrenagem da esquerda (E 1 ) gira no sentido horário com período T 1. 48

49 05. (UFMG-98) Um corpo P é lançado horizontalmente de uma determinada altura. No mesmo instante, um outro corpo Q é solto em queda livre, a partir do repouso, dessa mesma altura, como mostra a figura. Sejam v P e v Q os módulos das velocidades dos corpos P e Q, respectivamente, imediatamente antes de tocarem o chão e t P e t Q os tempos despendidos por cada corpo nesse percurso. Despreze os efeitos da resistência do ar. Nessas condições, pode-se afirmar que 07. (UFMG-2007) Dois barcos I e II movem-se, em um lago, com velocidade constante, de mesmo módulo, como representado nesta figura: P Q A) v P = v Q e t P > t Q. B) v P = v Q e t P = t Q. C) v P > v Q e t P > t Q. D) v P > v Q e t P = t Q. 06. (UFMG-2006) Clarissa chuta, em sequência, três bolas - P, Q e R -, cujas trajetórias estão representadas nesta figura: Em relação à água, a direção do movimento do barco I é perpendicular à do barco II e as linhas tracejadas indicam o sentido do deslocamento dos barcos. Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que a velocidade do barco II, medida por uma pessoa que está no barco I, é mais bem representada pelo vetor A) P. B) Q. C) R. D) S. Sejam t P, t Q e t R os tempos gastos, respectivamente, pelas bolas P, Q e R, desde o momento do chute até o instante em que atingem o solo. Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que A) t Q > t P = t R B) t R > t Q = t P C) t Q > t R > t P D) t R > t Q > t P 49

50 08. (UFMG-2007) Uma caminhonete move-se, com aceleração constante, ao longo de uma estrada plana e reta, como representado nesta figura: A seta indica o sentido da velocidade e o da aceleração dessa caminhonete. Ao passar pelo ponto P, indicado na figura, um passageiro, na carroceria do veículo, lança uma bola para cima, verticalmente em relação a ele. Despreze a resistência do ar. Considere que, nas alternativas abaixo, a caminhonete está representada em dois instantes consecutivos. Assinale a alternativa em que está mais bem representada a trajetória da bola vista por uma pessoa, parada, no acostamento da estrada. CINEMÁTICA VETORIAL 01 B 02 C 03 D 04 D 05 D 06 A 07 C 08 B

51 UNIDADE 10 - LEIS DE NEWTON PROGRAMA DA UFMG a) Vetor força. b) Equilíbrio de uma partícula e conceito de inércia. c) Relação entre força, massa e aceleração. d) Forças de ação e reação. e) Peso de um corpo, força normal, forças de atrito estático e cinético e tensão em cordas. f) Movimento circular: força centrípeta, aceleração centrípeta, velocidade tangencial, velocidade angular e período. É importante que o candidato saiba, em uma situação específica, identificar as forças que atuam sobre objetos e determinar a força resultante, bem como ser capaz de descrever o movimento desses objetos. UFMG 01. (UFMG-1995-A) Esta figura mostra um bloco que está sendo pressionado contra uma parede vertical com uma força horizontal F e que desliza para baixo com velocidade constante. 02. (UFMG-1995-A) Quando um carro se desloca numa estrada horizontal, seu peso P é anulado pela reação normal N exercida pela estrada. Quando esse carro passa no alto de uma lombada, sem perder o contato com a pista, como mostra a figura, seu peso será representado por P e a reação normal da pista sobre ele por N. Com relação aos módulos destas forças, pode-se afirmar que A) P N. C) P = P e N < N. D) P = P e N > N. E) P > P e N < N. Lombada 03. (UFMG-1995-B) Um homem empurra um caixote para a direita, com velocidade constante, sobre uma superfície horizontal. Desprezando-se a resistência do ar, o diagrama que melhor representa as forças que atuam no caixote é A) B) C) O diagrama que melhor representa as forças que atuam nesse bloco é A) B) C) D) E) D) E) 04. (UFMG-1995-B) A Terra atrai um pacote de arroz com uma força de 49 N. Pode-se, então, afirmar que o pacote de arroz A) atrai a Terra com uma força de 49 N. B) atrai a Terra com uma força menor do que 49 N. C) não exerce força nenhuma sobre a Terra. D) repele a Terra com uma força de 49 N. E) repele a Terra com uma força menor do que 49 N. 51

52 05. (UFMG-1996-A) Uma pessoa está empurrando um caixote. A força que essa pessoa exerce sobre o caixote é igual e contrária à força que o caixote exerce sobre ela. Com relação a essa situação, assinale a afirmativa correta. A) A pessoa poderá mover o caixote porque aplica a força sobre o caixote antes de ele poder anular essa força. B) A pessoa poderá mover o caixote porque as forças citadas não atuam no mesmo corpo. C) A pessoa poderá mover o caixote se tiver uma massa maior do que a massa do caixote. D) A pessoa terá grande dificuldade para mover o caixote, pois nunca consegue exercer uma força sobre ele maior do que a força que esse caixote exerce sobre ela. 06. (UFMG-1996-A) O vento empurra a porta de um quarto e, ao movimentá-la, faz a maçaneta descrever um movimento circular uniforme. Durante esse movimento, pode-se afirmar que a força resultante que atua sobre a maçaneta A) é nula. B) é perpendicular à direção de sua velocidade. C) tem a mesma direção de sua velocidade, mas com sentido contrário. D) tem a mesma direção e sentido de sua velocidade. 07. (UFMG-1996-B) Esta figura mostra um carro que, fazendo uma curva, perde a calota da roda direita. A figura indica essa situação, vista de cima, no instante em que a calota se desprende. Desprezando-se a resistência do ar, pode-se afirmar que, imediatamente após a calota se soltar, ela se moverá, aproximadamente, em direção ao ponto A) A B) B C) C D) D 08. (UFMG-1997-A) Uma bola desliza inicialmente sobre um plano inclinado (trecho 1), depois, sobre um plano horizontal (trecho 2) e, finalmente, cai livremente (trecho 3) como mostra a figura. 1 Desconsidere as forças de atrito durante todo o movimento. Considere os módulos das acelerações da bola nos trechos 1, 2 e 3 como sendo a 1, a 2 e a 3 respectivamente. Sobre os módulos dessas acelerações nos trechos do movimento da bola, pode-se afirmar que A) a 1 < a 2 < a 3 B) a 1 < a 3 e a 2 = 0 C) a 1 = a 2 e a 3 = 0 D) a 1 = a 3 e a 2 = (UFMG-1997-A) Uma pessoa entra num elevador carregando uma caixa pendurada por um barbante frágil, como mostra a figura. O elevador sai do 6º andar e só para no térreo. 2 É CORRETO afirmar que o barbante poderá arrebentar A) no momento em que o elevador entrar em movimento, no 6º andar. B) no momento em que o elevador parar no térreo. C) quando o elevador estiver em movimento, entre o 5º e o 2º andares. D) somente numa situação em que o elevador estiver subindo. 3 52

53 10. (UFMG-1997-B) Um paraquedista, alguns minutos após saltar do avião, abre seu paraquedas. As forças que atuam sobre o conjunto paraquedista/equipamentos são, então, o seu peso e a força de resistência do ar. Essa força é proporcional à velocidade. Desprezando-se qualquer interferência de ventos, pode-se afirmar que, A) a partir de um certo momento, o paraquedista descerá com velocidade constante. B) antes de chegar ao chão, o paraquedista poderá atingir velocidade nula. C) durante toda a queda, a força resultante sobre o conjunto será vertical para baixo. D) durante toda a queda, o peso do conjunto é menor do que a força de resistência do ar. 11. (UFMG-1998) Dois blocos iguais estão conectados por um fio de massa desprezível, como mostra a figura. A força máxima que o fio suporta sem se arrebentar é de 70 N. Em relação à situação apresentada, assinale a alternativa correta. A) igual ao peso desse ímã. B) nulo. C) igual a duas vezes o peso desse imã. D) maior que o peso desse ímã e menor que o dobro do seu peso. 13. (UFMG-2000) Um circuito, onde são disputadas corridas de automóveis, é composto de dois trechos retilíneos e dois trechos em forma de semicírculos, como mostrado na figura. Um automóvel está percorrendo o circuito no sentido anti-horário, com velocidade de módulo constante. Quando o automóvel passa pelo ponto P, a força resultante que atua nele está no sentido de P para A) K. B) L. C) M. D) N. 14. (UFMG-2001) Uma jogadora de basquete arremessa uma bola tentando atingir a cesta. Parte da trajetória seguida pela bola está representada nesta figura: A) O maior valor para o peso de cada bloco que o fio pode suportar é 70 N. B) O maior valor para o peso de cada bloco que o fio pode suportar é 140 N. C) O fio não arrebenta porque as forças se anulam. D) O maior valor para o peso de cada bloco que o fio pode suportar é 35 N. 12. (UFMG-1999) Na figura, dois imãs iguais, em forma de anel, são atravessados por um bastão que está preso em uma base. O bastão e a base são de madeira. Considere que os imãs se encontram em equilíbrio e que o atrito entre eles e o bastão é desprezível. Nessas condições, o módulo da força que a base exerce sobre o ímã de baixo é Considerando a resistência do ar, assinale a alternativa cujo diagrama melhor representa as forças que atuam sobre a bola no ponto P dessa trajetória. A) B) C) D) 53

54 15. (UFMG-2001) Durante uma apresentação da Esquadrilha da Fumaça, um dos aviões descreve a trajetória circular representada nesta figura: 17. (UFMG-2002) Dois ímãs, presos nas extremidades de dois fios finos, estão em equilíbrio, alinhados verticalmente, como mostrado nesta figura: Nessas condições, o módulo da tensão no fio que está preso no ímã de cima é Ao passar pelo ponto mais baixo da trajetória, a força que o assento do avião exerce sobre o piloto é A) igual ao peso do piloto. B) maior que o peso do piloto. C) menor que o peso do piloto. D) nula. 16. (UFMG-2002) Durante uma brincadeira, Bárbara arremessa uma bola de vôlei verticalmente para cima, como mostrado nesta figura: A) igual ao módulo do peso desse ímã. B) maior que o módulo do peso desse ímã. C) igual ao módulo da tensão no fio de baixo. D) menor que o módulo da tensão no fio de baixo. 18. (UFMG-2004) Daniel está brincando com um carrinho, que corre por uma pista composta de dois trechos retilíneos P e R e dois trechos em forma de semicírculos Q e S, como representado nesta figura: Assinale a alternativa cujo diagrama melhor representa a(s) força(s) que atua(m na bola no ponto mais alto de sua trajetória. A) B) C) D) (Nenhuma força atua sobre a bola nesse ponto.) O carrinho passa pelos trechos P e Q mantendo o módulo de sua velocidade constante. Em seguida, ele passa pelos trechos R e S aumentando sua velocidade. Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que a resultante das forças sobre o carrinho A) é nula no trecho Q e não é nula no trecho R. B) é nula no trecho P e não é nula no trecho Q. C) é nula nos trechos P e Q. D) não é nula em nenhum dos trechos marcados. 54

55 INSTRUÇÃO: As questões 19 e 20 devem ser respondidas com base na situação descrita a seguir. 21. (UFMG-2005) Gabriel está na ponta de um trampolim, que está fixo em duas estacas I e II, como representado nesta figura: Tomás está parado sobre a plataforma de um brinquedo, que gira com velocidade angular constante. Ele segura um barbante, que tem uma pedra presa na outra extremidade, como mostrado nesta figura: Sejam e as forças que as estacas I e II fazem, respectivamente, no trampolim. Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que essas forças estão na direção vertical e A linha tracejada, nessa figura, representa a trajetória da pedra, vista de cima. 19. (UFMG-2005) Observando essa situação, Júlia e Marina chegaram a estas conclusões: Júlia: O movimento de Tomás é acelerado. Marina: A componente horizontal da força que o piso faz sobre Tomás aponta para o centro da plataforma. Considerando-se essas duas conclusões, é CORRETO afirmar que A) as duas estão erradas. B) apenas a de Júlia está certa. C) as duas estão certas. D) apenas a de Marina está certa. 20. (UFMG-2005) Quando Tomás passa pelo ponto P, indicado na figura, a pedra se solta do barbante. Assinale a alternativa em que melhor se representa a trajetória descrita pela pedra, logo após se soltar, quando vista de cima. A) têm sentido contrário, para cima e para baixo. B) ambas têm o sentido para baixo. C) têm sentido contrário, para baixo e para cima. D) ambas têm o sentido para cima. 22. (UFMG-2007) Um ímã e um bloco de ferro são mantidos fixos numa superfície horizontal, como mostrado nesta figura: Em determinado instante, ambos são soltos e movimentam-se um em direção ao outro, devido à força de atração magnética. Despreze qualquer tipo de atrito e considere que a massa m do ímã é igual à metade da massa do bloco de ferro. Sejam a i o módulo da aceleração e Fi o módulo da resultante das forças sobre o ímã. Para o bloco de ferro, essas grandezas são, respectivamente, a f e F f. Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que A) F i = F f e a i = a f. B) F i = F f e a i = 2a f. C) F i = 2F f e a i = 2a f. D) F i = 2F f e a i = a f. 55

56 23. (UFMG-2008) Durante uma aula de Física, o professor Domingos Sávio faz, para seus alunos, a demonstração que se descreve a seguir. Inicialmente, dois blocos I e II são colocados, um sobre o outro, no ponto P, no alto de uma rampa, como representado nesta figura: 25. (UFMG-2009) Observe estes quatro sistemas de roldanas, em que objetos de mesma massa são mantidos suspensos, em equilíbrio, por uma força aplicada na extremidade da corda: Em seguida, solta-se o conjunto formado por esses dois blocos. Despreze a resistência do ar e o atrito entre as superfícies envolvidas. Assinale a alternativa cuja figura melhor representa a posição de cada um desses dois blocos, quando o bloco I estiver passando pelo ponto Q da rampa. Sejam F 1, F 2, F 3 e F 4 as forças que atuam numa das extremidades das cordas em cada um desses sistemas, como representado na figura. Observe que, em dois desses sistemas, a roldana é fixa e, nos outros dois, ela é móvel. Considere que, em cada um desses sistemas, a roldana pode girar livremente ao redor do seu eixo; que a corda é inextensível; e que a massa da roldana e a da corda são desprezíveis. Considerando-se essas informações, em relação aos módulos dessas quatro forças, é CORRETO afirmar que A) F 1 = F 2 e F 3 = F 4. B) F 1 < F 2 e F 3 < F 4. C) F 1 = F 2 e F 3 < F 4. D) F 1 < F 2 e F 3 = F (UFMG-2008) Devido a um congestionamento aéreo, o avião em que Flávia viajava permaneceu voando em uma trajetória horizontal e circular, com velocidade de módulo constante. Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que, em certo ponto da trajetória, a resultante das forças que atuam no avião é A) horizontal. B) vertical, para baixo. C) vertical, para cima. D) nula. 56

57 26. (UFMG-2010) Nesta figura, está representado um balão dirigível, que voa para a direita, em altitude constante e com velocidade v, também constante: Sobre o balão, atuam as seguintes forças: o peso P, o empuxo E, a resistência do ar R e a força M, que é devida à propulsão dos motores. Assinale a alternativa que apresenta o diagrama de forças em que estão mais bem representadas as forças que atuam sobre esse balão. UFMG - LEIS DE NEWTON D C D A B B A B B A A C C B B B B B C D 21 C. 22 B. 23 A. 24 A. 25 C. 26 B 57

58 UNIDADE 11 - GRAVITAÇÃO UNIVERSAL 04. (UFMG-1995-B) Esta figura representa a órbita elíptica de um cometa em torno do Sol. PROGRAMA DA UFMG Lei da Gravitação Universal. P Q UFMG 01. (UFMG-1994-A) Suponha que a massa da Lua seja reduzida à metade do seu valor real, sem variar o seu volume. Suponha, ainda, que ela continue na mesma órbita em torno da Terra. Nessas condições, o período de revolução da Lua, T L, em torno da Terra, e a aceleração da gravidade na Lua, g L, ficariam A) T L aumentado e g L aumentada. B) T L diminuído e g L diminuída. C) T L inalterado e g L aumentada. D) T L inalterado e g L diminuída. E) T L inalterado e g L inalterado. 02. (UFMG-1994-B) A velocidade de um satélite artificial, numa órbita circular de raio 1,0 x 10 7 m, é de 6,3 x 10 3 m/s. A aceleração da gravidade, em qualquer ponto dessa órbita, é igual a Com relação aos módulos das velocidades desse cometa nos pontos P e Q, v P e v Q, e aos módulos das acelerações nesses mesmos pontos, a P e a Q, pode-se afirmar que A) v P < v Q e a P < a Q B) v P < v Q e a P > a Q C) v P = v Q e a P = a Q D) v P > v Q e a P < a Q E) v P > v Q e a P > a Q 05. (UFMG-1997-B) Após receber um impulso inicial, um foguete se afasta da superfície da Terra com seus motores desligados. Desconsidere a resistência do ar. O gráfico que melhor representa o módulo da aceleração do foguete em função da distância à Terra, após o desligamento dos motores, é a A) B) a A) zero B) 0,16 m/s 2 C) 0,25 m/s 2 D) 4,0 m/s 2 E) 6,3 m/s (UFMG-1995-A) Esta figura mostra dois satélites artificiais, R e S, que estão em órbitas circulares de mesmo raio, em torno da Terra. A massa do satélite R é maior do que a do satélite S. Com relação ao módulo das velocidades, v R e v S, e aos períodos de rotação, T R e T S, podese afirmar que d C) D) a a d d d A) v R < v S e T R = T S B) v R < v S e T R > T S C) v R = v S e T R = T S D) v R = v S e T R > T S E) v R > v S e T R > T S 58

59 06. (UFMG-2002) O Pequeno Príncipe, do livro de mesmo nome, de Antoine de Saint-Exupéry, vive em um asteroide pouco maior que esse personagem, que tem a altura de uma criança terrestre. Em certo ponto desse asteroide, existe uma rosa, como ilustrado nesta figura: 08. (UFMG-2007) Três satélites I, II e III movem-se em órbitas circulares ao redor da Terra. O satélite I tem massa m e os satélites II e III têm, cada um, massa 2m. Os satélites I e II estão em uma mesma órbita de raio r e o raio da órbita do satélite III é Nesta figura (fora de escala), está representada a posição de cada um desses três satélites: Após observar essa figura, Júlia formula as seguintes hipóteses: I) O Pequeno Príncipe não pode ficar de pé ao lado da rosa, porque o módulo da força gravitacional é menor que o módulo do peso do personagem. II) Se a massa desse asteroide for igual à da Terra, uma pedra solta pelo Pequeno Príncipe chegará ao solo antes de uma que é solta na Terra, da mesma altura. Analisando-se essas hipóteses, pode-se concluir que A) apenas a I está correta. B) apenas a II está correta. C) as duas estão corretas. D) nenhuma das duas está correta. 07. (UFMG-2006) O movimento de translação da Terra deve-se, principalmente, à interação gravitacional entre esse planeta e o Sol. Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que o módulo da aceleração da Terra em sua órbita em torno do Sol é proporcional A) à distância entre a Terra e o Sol. B) à massa da Terra. C) ao produto da massa da Terra pela massa do Sol. D) à massa do Sol. Sejam F I, F II e F III os módulos das forças gravitacionais da Terra sobre, respectivamente, os satélites I, II e III. Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que A) F I = F II < F III. B) F I = F II > F III. C) F I < F II < F III. D) F I < F II = F III. GRAVITAÇÃO UNIVERSAL 01 D 02 D 03 C 04 E 05 C 06 B 07 D 08 C

60 UNIDADE 12 HIDROSTÁTICA PROGRAMA DA UFMG a) Densidade. b) Definição de pressão. c) Pressão no interior de um fluido. d) Pressão atmosférica. e) Empuxo. O candidato deverá saber analisar as condições de equilíbrio em um fluido e como delas se chega aos princípios básicos de hidrostática princípios de Pascal e de Arquimedes e variação da pressão com a altura. Ele deverá, também, saber aplicar esses conceitos a situações do cotidiano por exemplo, as que envolvem freios, prensas e elevadores hidráulicos, sistemas de vasos comunicantes e objetos imersos em um fluido. 03. (UFMG-1991-A) Uma bola de isopor, colocada no fundo de uma piscina, sobe até a superfície porque A) a pressão, no fundo da piscina, é menor do que na superfície. B) o empuxo sobre a bola aumenta à medida que ela sobe. C) o empuxo sobre a bola é maior que o peso da água deslocada por ela. D) o empuxo sobre a bola é maior do que o peso dela. E) o isopor é mais leve do que a água. 04. (UFMG-1991-B) Observe a figura. UFMG 01. (UFMG-1990-A) Um artigo recente, na revista Veja, informou que todo o ouro extraído pelo homem, desde a Antiguidade até os dias de hoje, seria suficiente para encher um caixa cúbica de lado igual a 20 m. Como a densidade do ouro vale cerca de 20 g/cm 3, pode-se concluir que a massa total de ouro extraído pelo homem, até agora, é de, aproximadamente, A) 20 toneladas. B) 400 toneladas. C) toneladas. D) toneladas. E) 20 milhões de toneladas. 02. (UFMG-1990-B) Observe a figura. Um corpo sólido e maciço A é abandonado na superfície de um líquido B. Verifica-se que o corpo flutua, em equilíbrio, conforme mostrado na figura. Sejam P o peso do corpo, E o empuxo que o líquido exerce sobre ele, d A e d B as densidades do corpo e do líquido, respectivamente. Considerando essas informações, pode-se afirmar que A) E = P e d A = d B B) E = P e d A < d B C) E = P e d A > d B D) E > P e d A < d B E) E < P e d A < d B Essa figura representa recipientes de vidro abertos na parte superior, contendo óleo de densidade 0,8g/cm 3 e/ou água, cuja densidade é 1,0g/cm 3. O ponto onde a pressão tem maior valor é A) I B) II C) III D) IV E) V 60

61 05. (UFMG-1992-A) Observe as figuras. 07. (UFMG-1992-B) Observe as figuras. 10 N 8 N Essas figuras mostram as posições de equilíbrio de um mesmo corpo quando colocado em recipientes contendo líquidos diferentes. Os líquidos não são miscíveis. Colocando-se os três em um mesmo recipiente, a posição final de equilíbrio é melhor representada por A) B) C) D) E) 20 cm 3 Um bloco, suspenso em um dinamômetro, é mergulhado em um recipiente contendo um líquido. Considerando-se g = 10 m/s 2 e os dados fornecidos nessas figuras, pode-se concluir que as densidades do bloco e do líquido, em g/cm 3, são, respectivamente, A) 1,0 e 10,0 B) 2,0 e 10,0 C) 10,0 e 8,0 D) 8,0 e 5,0 E) 10,0 e 2,0 120 cm (UFMG-1993-B) Observe a figura que representa o corte de um elevador hidráulico. 06. (UFMG-1992-B) Observe a figura. Um cilindro oco, fechado, de vidro, com um contrapeso colado no fundo, do lado de dentro, flutua na água, com metade de seu volume submerso. Em um líquido cuja densidade é o dobro da densidade da água, o mesmo cilindro deveria ficar Esse elevador possui dois pistons, o menor com área A 1 e, o maior, com área A 2 = 16 A 1. Se for colocado um corpo de massa M sobre o pistom maior, será preciso, para equilibrar o conjunto, colocar sobre o pistom menor um outro corpo cuja massa é igual a A) M/16 B) M/4 C) M D) 4M E) 16M A) com 8 1 do seu volume submerso. B) com 4 1 do seu volume submerso. C) com 4 3 do seu volume submerso. D) flutuando com todo o seu volume fora do líquido. E) totalmente submerso no líquido. 61

62 09. (UFMG-1994-A) Observe a figura. 11. (UFMG-1995-B) Um certo volume de água é colocado num tubo em U, aberto nas extremidades. Num dos ramos do tubo, adiciona-se um líquido de densidade menor do que a da água o qual não se mistura com ela. Após o equilíbrio, a posição dos dois líquidos no tubo está corretamente representada pela figura O líquido contido no recipiente nessa figura tem um volume V = 4,0 litros, e sua massa é m = 6,0 kg. Uma esfera maciça, de massa m, volume V e densidade d. é abandonada no interior do líquido, na posição indicada na figura. Indique a alternativa que fornece valores para d, m ou V, em que a esfera afundará, ao ser abandonada. A) d = 0,50 gramas/cm 3 e m = 400 gramas. B) m = 150 gramas e V = 200 cm 3. C) d = 1,0 grama/cm 3 e V = 1000 cm 3. D) d = 2,5 gramas/cm 3 e V = 1,5 cm 3. E) m= 1500 gramas e V = 1000 cm (UFMG-1995-A) Puxar uma âncora de navio é relativamente fácil enquanto ela está dentro da água, mas isso se torna mais difícil quando ela sai da água. Em relação a esse fato, a afirmativa CORRETA é A) a força necessária para içar a âncora dentro da água é igual à diferença entre seu peso e o empuxo que atua sobre ela. B) o empuxo da água sobre a âncora anula o seu peso. C) o empuxo da água sobre a âncora é maior do que o seu peso. D) o material da âncora torna-se menos denso ao ser colocado dentro da água. E) o peso da âncora é menor quando ela se encontra dentro da água. 12. (UFMG-1996-A) Três vasos M, N e P têm formas diferentes com áreas iguais na base, como mostra a figura. Os vasos contêm água até a mesma altura. Sejam P M, P N e P P as pressões exercidas pela água sobre a base dos vasos M, N e P, respectivamente. Com relação a essas pressões, pode-se afirmar que A) P M P N > P P. D) P M > P P > P N. 62

63 13. (UFMG-1996-B) Considere a situação em que três corpos M, N e P se encontram dentro de uma banheira contendo água. O corpo M está apoiado no fundo da banheira, o corpo N flutua totalmente imerso na água e o corpo P flutua na superfície conforme mostra esta figura. Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que, na figura II, a leitura da balança é Esses três corpos são, a seguir, colocados numa banheira contendo mercúrio, que tem uma densidade maior que a da água. Assinale a figura que mostra a nova situação possível. A) igual a P 1. B) igual a P 1 + P 2. C) maior que P 1 e menor que P 1 + P 2. D) menor que P (UFMG-2001) Na figura, estão representadas duas esferas, I e II, de mesmo raio, feitas de materiais diferentes e imersas em um recipiente contendo água. As esferas são mantidas nas posições indicadas por meio de fios que estão tensionados. 14. (UFMG-2000) As figuras mostram um mesmo tijolo, de dimensões 5 cm x 10 cm x 20 cm, apoiado sobre uma mesa de três maneiras diferentes. Em cada situação, a face do tijolo que está em contato com a mesa é diferente. As pressões exercidas pelo tijolo sobre a mesa nas situações I, II e III são, respectivamente, p 1, p 2 e p 3. Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que A) p 1 = p 2 = p 3. B) p 1 p 3. D) p 1 > p 2 > p 3. Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que o empuxo A) é igual à tensão no fio para as duas esferas. B) maior na esfera de maior massa. C) maior que o peso na esfera I. D) é maior que o peso na esfera II. 17. (UFMG-2004) Ana lança três caixas I, II e III, de mesma massa, dentro de um poço com água. Elas ficam em equilíbrio nas posições indicadas nesta figura: 15. (UFMG-2000) A figura I mostra uma vasilha, cheia de água até a borda, sobre uma balança. Nessa situação, a balança registra um peso P 1. Um objeto de peso P 2 é colocado nessa vasilha e flutua, ficando parcialmente submerso, como mostra a figura II. Um volume de água igual ao volume da parte submersa do objeto cai para fora da vasilha. 63 Sejam E I, E II e E III os módulos dos empuxos sobre, respectivamente, as caixas I, II e III. Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que A) E I > E II > E III. B) E I < E II = E III. C) E I = E II = E III. D) E I > E II = E III.

64 18. (UFMG-2005) De uma plataforma com um guindaste, faz-se descer, lentamente e com velocidade constante, um bloco cilíndrico de concreto para dentro da água. Na Figura I, está representado o bloco, ainda fora da água, em um instante t1 e, na Figura II, o mesmo bloco, em um instante t2 posterior, quando já está dentro da água. 20. (UFMG-2007) Um reservatório de água é constituído de duas partes cilíndricas, interligadas, como mostrado nesta figura: Assinale a alternativa cujo gráfico MELHOR representa a tensão no cabo do guindaste em função do tempo. A área da seção reta do cilindro inferior é maior que a do cilindro superior. Inicialmente, esse reservatório está vazio. Em certo instante, começa-se a enchê-lo com água, mantendo-se uma vazão constante. Assinale a alternativa cujo gráfico MELHOR representa a pressão, no fundo do reservatório, em função do tempo, desde o instante em que se começa a enchê-lo até o instante em que ele começa a transbordar. 19. (UFMG-2006) José aperta uma tachinha entre os dedos, como mostrado nesta figura: A cabeça da tachinha está apoiada no polegar e a ponta, no indicador. Sejam Fi o módulo da força e pi a pressão que a tachinha faz sobre o dedo indicador de José. Sobre o polegar, essas grandezas são, respectivamente, Fp e pp. Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que A) Fi > Fp e pi = pp. B) Fi = Fp e pi = pp. C) Fi > Fp e pi > pp. D) Fi = Fp e pi > pp. 64

65 21. (UFMG-2007) Para se realizar uma determinada experiência, coloca-se um pouco de água em uma lata, com uma abertura na parte superior, destampada, a qual é, em seguida, aquecida, como mostrado na Figura I; depois que a água ferve e o interior da lata fica totalmente preenchido com vapor, esta é tampada e retirada do fogo; logo depois, despeja-se água fria sobre a lata e observa-se que ela se contrai bruscamente, como mostrado na Figura II. Sejam E K e E L os módulos do empuxo da atmosfera sobre, respectivamente, os balões K e L. Pela leitura dos dinamômetros, o estudante verifica, então, que os módulos da tensão nos fios dos balões K e L são, respectivamente, T K e T L. Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que A) T K > T L e E K = E L. B) T K < T L e E K = E L. C) T K < T L e E K E L. D) T K > T L e E K E L HIDROSTÁTICA Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que, na situação descrita, a contração ocorre porque A) a água fria provoca uma contração do metal das paredes da lata. B) a lata fica mais frágil ao ser aquecida. C) a pressão atmosférica esmaga a lata. D) o vapor frio, no interior da lata, puxa suas paredes para dentro. 22. (UFMG-2009) Um estudante enche dois balões idênticos - K e L -, usando, respectivamente, gás hélio (He) e gás hidrogênio (H 2 ). Em seguida, com um barbante, ele prende cada um desses balões a um dinamômetro, como mostrado nesta figura: D A D B B B E A D A A B C B A D C C D C C B Os dois balões têm o mesmo volume e ambos estão à mesma temperatura. Sabe-se que, nessas condições, o gás hélio é mais denso que o gás hidrogênio. 65

66 UNIDADE 13 - CONSERVAÇÃO DA ENERGIA PROGRAMA DA UFMG a) Princípio da conservação da energia: forças conservativas e dissipativas. b) Trabalho realizado por forças constantes. c) Energia cinética. d) Relação entre trabalho e energia cinética. e) Energia potencial gravitacional e potencial elástica. f) Conservação de energia mecânica. g) Potência. É importante que o candidato saiba aplicar o princípio da conservação da energia para analisar situações simples em que ocorre conservação da energia mecânica ou em que parte dessa energia é dissipada. UFMG 01. (UFMG-1995-A) Um esquiador de massa m = 70 kg parte do repouso no ponto P e desce pela rampa mostrada na figura. Suponha que as perdas de energia por atrito são desprezíveis e considere g = 10 m/s 2. A energia cinética e a velocidade do esquiador quando ele passa pelo ponto Q, que está 5,0 m abaixo do ponto P, são, respectivamente, P 5,0 m 02. (UFMG-1996-A) Uma pessoa empurra um armário com uma força F sobre uma superfície horizontal com atrito, colocando-o em movimento. A figura mostra o diagrama das forças que atuam sobre o armário no início do movimento. P é o peso do armário, N é a reação normal à superfície, Fa é a força de atrito e F é a força exercida pela pessoa. Os vetores estão desenhados em escala. Nesse intervalo inicial de tempo, é correto afirmar que A) a energia cinética do armário irá diminuir devido à força de atrito. B) a resultante das forças que atuam sobre o armário é responsável pela variação de sua energia potencial gravitacional. C) em valor absoluto, o trabalho realizado pela força F é maior que o trabalho realizado pela força Fa. D) tanto a força N quanto a força P realizam trabalho sobre o armário, porém o trabalho realizado por uma anula o trabalho realizado pela outra. 03. (UFMG-1997-A) A figura representa um escorregador, onde uma criança escorrega sem impulso inicial. Se ela sair da posição P 1, ultrapassa a posição X; se sair de P 2, pára em X e, se sair de P 3, não chega a X. P 1 F F N P f A Q P 2 P 3 X A) 50 J e 15 m/s. B) 350 J e 5,0 m/s. C) 700 J e 10 m/s. D) 3,5 x 10 3 J e 10 m/s. E) 3,5 x 10 3 J e 20 m/s. Com relação a esta situação, pode-se afirmar que a energia potencial da criança, A) em P 2, é igual à sua energia potencial em X. B) em P 3, é igual à sua energia potencial em X. C) em P 3, é maior do que em X. D) em P 1, é igual à soma de suas energias potencial e cinética em X. 66

67 04. (UFMG-1998) Uma atleta de massa m está saltando em uma cama elástica. Ao abandonar a cama com velocidade v 0, ela atinge uma altura h. Considere que a energia potencial gravitacional é nula no nível da cama e despreze a resistência do ar. A figura mostra o momento em que a atleta passa, subindo, pela metade da altura h. 06. (UFMG-2001) Na figura, está representado o perfil de uma montanha coberta de neve. Um trenó, solto no ponto K com velocidade nula, passa pelos pontos L e M e chega, com velocidade nula, ao ponto N. A altura da montanha no ponto M é menor que a altura em K. Os pontos L e N estão a uma mesma altura. Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que Nessa posição, a energia mecânica da atleta é A) mgh + 2 mv 0 2 mv 0 2 B) 2 mgh C) 2 2 mgh mv D) (UFMG-2000) A figura mostra dois blocos de mesma massa, inicialmente à mesma altura. Esses blocos são arremessados para cima, com velocidade de mesmo módulo. A) a energia cinética em L é igual à energia potencial gravitacional em K. B) a energia mecânica em K é igual à energia mecânica em M. C) a energia mecânica em M é menor que a energia mecânica em L. D) a energia potencial gravitacional em L é maior que a energia potencial gravitacional em N. INSTRUÇÃO: As questões 07 e 08 devem ser respondidas com base na situação descrita a seguir. Em um laboratório de Física, Agostinho realiza o experimento representado, esquematicamente, nesta figura: O bloco I é lançado verticalmente e o bloco II é lançado ao longo de um plano inclinado sem atrito. As setas indicam o sentido do movimento. A altura máxima atingida pelo bloco I é H 1 e o tempo gasto para atingir essa altura é t 1. O bloco II atinge a altura máxima H 2 em um tempo t 2. Considere a resistência do ar desprezível. Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que Agostinho segura o bloco K sobre uma mesa sem atrito. Esse bloco está ligado por um fio a um outro bloco, L, que está sustentado por esse fio. Em um certo momento, Agostinho solta o bloco K e os blocos começam a se movimentar. O bloco L atinge o solo antes que o bloco K chegue à extremidade da mesa. Despreze as forças de atrito. A) H 1 = H 2 e t 1 = t 2. B) H 1 = H 2 e t 1 < t 2. C) H 1 H 2 e t 1 = t 2. D) H 1 H 2 e t 1 < t 2. 67

68 07. (UFMG-2003) Os blocos K e L são idênticos e cada um tem massa m. A altura da mesa é H e o bloco L, inicialmente, está a uma altura h do solo. A aceleração da gravidade é g. Nessas condições, imediatamente antes de o bloco L atingir o solo, a energia cinética do conjunto dos dois blocos é 10. (UFMG-2004) Rita está esquiando numa montanha dos Andes. A energia cinética dela em função do tempo, durante parte do trajeto, está representada neste gráfico: A) mg(h - h). B) mgh. C) mgh. D) mg(h + h). 08. (UFMG-2003) Assinale a alternativa cujo gráfico MELHOR descreve a velocidade do bloco K em função do tempo, desde o instante em que é solto até chegar próximo á extremidade da mesa. Os pontos Q e R, indicados nesse gráfico, correspondem a dois instantes diferentes do movimento de Rita. Despreze todas as formas de atrito. Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que Rita atinge A) velocidade máxima em Q e altura mínima em R. B) velocidade máxima em R e altura máxima em Q. C) velocidade máxima em Q e altura máxima em R. D) velocidade máxima em R e altura mínima em Q. 11. (UFMG-2005) Daniel e André, seu irmão, estão parados em um tobogã, nas posições mostradas nesta figura: 09. (UFMG-2003) Para chegar ao segundo andar de sua escola, André pode subir por uma escada ou por uma rampa. Se subir pela escada, com velocidade constante, ele demora 10 s: no entanto, se for pela rampa, com a mesma velocidade, leva 15s. Sejam W E o trabalho realizado e P E a potência média desenvolvida por André para ir ao segundo andar pela escada. Indo pela rampa, esses valores são, respectivamente, W R e P R. Despreze perdas de energia por atrito. Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que A) W E W R e P E P R. C) W E = W R e P E P R. Daniel tem o dobro do peso de André e a altura em que ele está, em relação ao solo, corresponde à metade da altura em que está seu irmão. Em um certo instante, os dois começam a escorregar pelo tobogã. Despreze as forças de atrito. É CORRETO afirmar que, nessa situação, ao atingirem o nível do solo, André e Daniel terão A) energias cinéticas diferentes e módulos de velocidade diferentes. B) energias cinéticas iguais e módulos de velocidade iguais. C) energias cinéticas diferentes e módulos de velocidade iguais. D) energias cinéticas iguais e módulos de velocidade diferentes. 68

69 12. (UFMG-2006) Marcos e Valério puxam, cada um, uma mala de mesma massa até uma altura h, com velocidade constante, como representado nestas figuras: A) 2F I = F II e T I = T II. B) F I = 2F II e T I = T II. C) 2F I = F II e 2T I = T II. D) F I = 2F II e T I = 2T II. 14. (UFMG-2008) Observe o perfil de uma montanha russa representado nesta figura: Marcos puxa sua mala verticalmente, enquanto Valério arrasta a sua sobre uma rampa. Ambos gastam o mesmo tempo nessa operação. Despreze as massas das cordas e qualquer tipo de atrito. Sejam P M e P V as potências e T M e T V os trabalhos realizados por, respectivamente, Marcos e Valério. Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que A) T M = T V e P M = P V. B) T M > T V e P M > P V. C) T M = T V e P M > P V. D) T M > T V e P M = P V. 13. (UFMG-2007) Antônio precisa elevar um bloco até uma altura h. Para isso, ele dispõe de uma roldana e de uma corda e imagina duas maneiras para realizar a tarefa, como mostrado nestas figuras: Um carrinho é solto do ponto M, passa pelos pontos N e P e só consegue chegar até o ponto Q. Suponha que a superfície dos trilhos apresenta as mesmas características em toda a sua extensão. Sejam E CN e E CP as energias cinéticas do carrinho, respectivamente, nos pontos N e P e E TP e E TQ as energias mecânicas totais do carrinho, também respectivamente, nos pontos P e Q. Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que A) E CN = E CP e E TP = E TQ. B) E CN = E CP e E TP > E TQ. C) E CN > E CP e E TP = E TQ. D) E CN > E CP e E TP > E TQ. UFMG CONSERVAÇÃO DA ENERGIA 01. D 06. C 11. D 02. C 07. B 12. A 03. B 08. A 13. B 04. B 09. D 14. D 05. B 10. B 15. Despreze a massa da corda e a da roldana e considere que o bloco se move com velocidade constante. Sejam F I o módulo da força necessária para elevar o bloco e T I o trabalho realizado por essa força na situação mostrada na Figura I. Na situação mostrada na Figura II, essas grandezas são, respectivamente, F II e T II. Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que 69

70 UNIDADE 14 - TEMPERATURA E DILATAÇÃO PROGRAMA DA UFMG a) Conceito de temperatura. b) Dilatação térmica de sólidos e líquidos estudo semi-quantitativo. c) Dilatação anômala da água. O candidato deve ser capaz de reconhecer efeitos físicos decorrentes de mudança de temperatura, tais como variação de volume, de pressão, de resistência elétrica, dentre outros. UFMG 01. (UFMG-1995-A) Duas Lâminas de metais diferentes, M e N, são unidas rigidamente. Ao se aquecer o conjunto até uma certa temperatura, esse se deforma, conforme mostra a figura. Com base na deformação observada, pode-se concluir que Metal M 02. (UFMG-95-B) Esta figura mostra um disco metálico de raio R com um orifício também circular, concêntrico, de raio r. À temperatura t 1 =20ºC, a reação entre esses raios é R=2r. r À temperatura t 2 =40ºC, a relação entre os raios do disco R e do orifício r será A) R = r B) R = 2r C) R = 3r D) R = 4r E) indefinida, porque depende do coeficiente de dilatação do material. 03. (UFMG-1997-B) O coeficiente de dilatação térmica do alumínio (Al) é, aproximadamente, duas vezes o coeficiente de dilatação térmica do ferro (Fe). A figura mostra duas peças onde um anel feito de um desses metais envolve um disco feito do outro. À temperatura ambiente, os discos estão presos aos anéis. R Temperatura T 1 Metal N Fe Al Al Fe Se as duas peças forem aquecidas uniformemente, é correto afirmar que: Temperatura T 2 > T 1 A) a capacidade térmica do metal M é maior do que a capacidade térmica do metal N. B) a condutividade térmica do metal M é maior do que a condutividade térmica do metal N. C) a quantidade de calor absorvida pelo metal M é maior do que a quantidade de calor absorvida pelo metal N. D) o calor específico do metal M é maior do que o calor específico do metal N. E) o coeficiente de dilatação do metal M é maior do que coeficiente e dilatação linear do metal N. A) apenas o disco de Al se soltará do anel de Fe. B) apenas o disco de Fe se soltará do anel de Al. C) os dois discos se soltarão dos respectivos anéis. D) os discos não se soltarão dos anéis. 70

71 04. (UFMG-1999) O comprimento L de uma barra, em função de sua temperatura t, é descrito pela expressão L = L 0 + L 0 (t - t 0 ) sendo L 0 o seu comprimento à temperatura t 0 e o coeficiente de dilatação do material da barra. Considere duas barras, X e Y, feitas de um mesmo material. A uma certa temperatura, a barra X tem o dobro do comprimento da barra Y. Essas barras são, então, aquecidas até outra temperatura, o que provoca uma dilatação X na barra X e Y na barra Y. A relação CORRETA entre as dilatações das duas barras é A) X = Y. B) X = 4 Y. Y C) X =. 2 D) X = 2 Y. 05. (UFMG-2000) Existem várias propriedades físicas que variam com a temperatura. Assinale a alternativa que apresenta uma propriedade física que NÃO varia com a temperatura. A) A massa de mercúrio dentro de um termômetro. B) A pressão dentro de um botijão de gás. C) A resistência elétrica de um material condutor. D) O comprimento de uma barra metálica. 06. (UFMG-2003) Uma lâmina bimetálica é constituída de duas placas de materiais diferentes, M 1 e M 2, presas uma à outra. Essa lâmina pode ser utilizada como interruptor térmico para ligar ou desligar um circuito elétrico, como representado, esquematicamente. na figura l: Considere que o material M 1 é cobre e o outro, M 2, deve ser escolhido entre os listados nessa tabela. Para que o circuito seja ligado com o menor aumento de temperatura, o material da lâmina M 2 deve ser o A) aço. B) alumínio. C) bronze. D) níquel. 07. (UFMG-2006) João, chefe de uma oficina mecânica, precisa encaixar um eixo de aço em um anel de latão, como mostrado nesta figura: À temperatura ambiente, o diâmetro do eixo é maior que o do orifício do anel. Sabe-se que o coeficiente de dilatação térmica do latão é maior que o do aço. Diante disso, são sugeridos a João alguns procedimentos, descritos nas alternativas abaixo, para encaixar o eixo no anel. Assinale a alternativa que apresenta um procedimento que NÃO permite esse encaixe. A) Resfriar apenas o eixo. B) Aquecer apenas o anel. C) Resfriar o eixo e o anel. D) Aquecer o eixo e o anel. TEMPERATURA E DILATAÇÃO Quando a temperatura das placas aumenta, elas dilatam-se e a lâmina curva-se, fechando o circuito elétrico, como mostrado na figura II. Esta tabela mostra o coeficiente de dilatação linear a de diferentes materiais: 01 E 02 B 03 B 04 D 05 A 06 B 07 C

72 UNIDADE 15 COMPORTAMENTO DOS GASES IDEAIS PROGRAMA DA UFMG Equação de estado de um gás ideal. É importante que o candidato saiba representar transformações termodinâmicas de um gás ideal em gráficos que envolvem as variáveis pressão, volume e temperatura. UFMG 01. (UFMG-1995-A) Um gás encerrado num recipiente, cujo volume pode variar, tem sua temperatura aumentada de 20ºC para 100ºc em uma transformação isobárica. Nesse processo, a densidade do gás A) aumenta, mas não chega a ser duplicada. B) diminui, mas não chega a reduzir-se à metade. C) não sofre variação alguma. D) torna-se 5 vezes maior. E) torna-se 5 vezes menor. 02. (UFMG-1995-B) Esta figura mostra um cilindro fechado em uma de suas extremidades e provido de um pistom de massa m, que pode se movimentar livremente. Esse cilindro contém um gás ideal. Aquecendo-se o conjunto, o diagrama p x V que melhor descreve a transformação que está ocorrendo com o gás é a) b) c) p p p d) e) p V p V gás V 03. (UFMG-1996-A) Uma pessoa, antes de viajar, calibra a pressão dos pneus com 24,0 Ib/pol 2 (libras por polegada quadrada). No momento da calibração, a temperatura ambiente (e dos pneus) era de 27ºC. Após ter viajado alguns quilômetros, a pessoa para em um posto de gasolina. Devido ao movimento do carro, os pneus esquentaram e atingiram uma temperatura de 57ºC. A pessoa resolve conferir a pressão dos pneus. Considere que o ar dentro dos pneus é um gás ideal e que o medidor do posto na estrada está calibrado com o medidor inicial. Considere, também, que o volume dos pneus permanece o mesmo. A pessoa medirá uma pressão de A) 24,0 Ib/pol 2 B) 26,4 Ib/pol 2 C) 50,7 Ib/pol 2 D) 54,0 Ib/pol (UFMG-1996-B) Dois cilindros, contendo um gás ideal, têm o mesmo volume e estão a uma mesma temperatura. Considere P a pressão, n o número de partículas do gás e E a energia cinética média dessas partículas dentro do cilindro. É CORRETO afirmar que A) as partículas no cilindro que tiver menor n terão E. B) as partículas no cilindro que tiver menor P terão menor E. C) o cilindro que tiver maior n terá maior P. D) o valor de P não depende do valor de n. 05. (UFMG-1997-A) Um mergulhador, na superfície de um lago onde a pressão é de 1,0 atm, enche um balão com ar e então desce a 10 m de profundidade. Ao chegar nessa profundidade, ele mede o volume do balão e vê que este foi reduzido a menos da metade. Considere que, dentro d água, uma variação de 10 m na profundidade produz uma variação de 1 atm de pressão. Se T S é a temperatura na superfície e T P a temperatura a 10 m de profundidade, pode-se afirmar que A) T S < T P B) T S = T P C) T S > T P D) não é possível fazer comparação entre as duas temperaturas com os dados fornecidos. V V 72

73 06. (UFMG-1997-B) A figura mostra dois botijões A e B, de volumes V B = 2V A, isolados termicamente. Os dois recipientes contêm um mesmo gás ideal e estão em comunicação através de um tubo onde existe uma válvula. A válvula Na situação inicial, a válvula está fechada e as temperaturas, as pressões e os números de moléculas, nos dois recipientes, estão assim relacionados: T A = T B ; P A = 2P B ; n A = n B Num certo momento, a válvula é aberta. Depois de atingida a nova situação de equilíbrio, tem-se A) T A = T B ; P A = P B n A = n B B) T A = T B ; P A = P B n A = n B /2 C) T A = T B ; P A = 2P B n A = n B D) T A = T B /2; P A = P B n A = n B 07. (UFMG-2002) Um cilindro tem como tampa um êmbolo, que pode se mover livremente. Um gás, contido nesse cilindro, está sendo aquecido, como representado nesta figura: B 08. (UFMG-2005) Gabriela segura um balão com gás hélio durante uma viagem do Rio de Janeiro até o pico das Agulhas Negras. No Rio de Janeiro, o volume do balão era V 0, e o gás estava à pressão p 0 e à temperatura T 0, medida em Kelvin. Ao chegar ao pico, porém, Gabriela observa que o volume do balão passa a ser 5 6 V0 e temperatura do gás, 10 9 T0.Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que, no pico das Agulhas Negras, a pressão do gás, no interior do balão, é A) p 0. B) 4 3 p0 C) 10 9 p0 D) 6 5 p0 09. (UFMG-2006) Regina estaciona seu carro, movido a gás natural, ao Sol. Considere que o gás no reservatório do carro se comporta como um gás ideal. Assinale a alternativa cujo gráfico MELHOR representa a pressão em função da temperatura do gás na situação descrita. Assinale a alternativa cujo diagrama melhor representa a pressão em função da temperatura nessa situação. COMPORTAMENTO DOS GASES 01 B 06 B 02 B 07 A 03 B 08 B 04 C 09 D 05 C 73

74 UNIDADE 16 - TERMODINÂMICA PROGRAMA NO VESTIBULAR CALOR a) Conceito de calor. b) Capacidade térmica e calor específico. c) Transmissão de calor: condução, convecção e radiação. PRIMEIRA E SEGUNDA LEIS DA TERMODINÂMICA a) Trabalho em transformações termodinâmicas. b) Energia interna. c) Relação entre calor, trabalho e energia interna. d) Energia interna e temperatura de um gás ideal estudo qualitativo e) Trabalho em um diagrama pressão X volume. g) Transformações de energia em máquinas térmicas. h) Rendimento de máquinas térmicas e sua relação com a Segunda Lei da Termodinâmica. O candidato deve saber aplicar a Primeira Lei da Termodinâmica às transformações de um gás ideal e, também, saber as diferenças conceituais entre calor, trabalho, energia interna e temperatura. Os calores específicos dos corpos M ( c M ) e N ( c N ) são, respectivamente, A) c M = 0,10 cal/gºc e c N = 0,30 cal/gºc. B) c M = 0,067 cal/gºc e c N = 0,20 cal/gºc. C) c M = 0,20 cal/gºc e c N = 0,60 cal/gºc. D) c M = 10 cal/gºc e c N = 30 cal/gºc. E) c M = 5,0 cal/gºc e c N = 1,7 cal/gºc. 02. (UFMG-1995-B) A mesma quantidade de calor é fornecida a dois corpos, M e N, sendo que a massa de M é maior do que a massa de N. Como resultado, esses corpos apresentam a mesma variação de temperatura. Com relação às capacidades térmicas, C M e C N, e aos calores específicos, c M e c N, pode-se concluir que A) C M < C N ; c M = c N B) C M = C N ; c M < c N C) C M = C N ; c M > c N D) C M > C N ; c M < c N E) C M > C N ; c M = c N 03. (UFMG-1996-A) Um ventilador ligado provoca a sensação de frescor nas pessoas. A afirmativa que melhor descreve a explicação desse fenômeno é A) o ventilador altera o calor específico do ar. B) o ventilador aumenta a pressão do ar sobre a pele das pessoas. C) o ventilador diminui a temperatura do ar. D) o ventilador retira o ar quente de perto da pele das pessoas. MUDANÇAS DE FASE a) Sólidos, líquidos e gases. b) Fusão, solidificação, vaporização, condensação e sublimação. c) Calor latente. d) Diagrama de fase pressão X temperatura. UFMG 01. (UFMG-1995-A) Este gráfico mostra como variam as temperaturas de dois corpos, M e N, cada um de massa igual a 100 g, em função da quantidade de calor absorvida por eles. T(ºC) M N Q(cal) 74

75 04. (UFMG-1996-A) Uma garrafa térmica, do tipo das usadas para manter café quente, consiste em um recipiente de vidro de parede dupla com vácuo entre as paredes. Essas paredes são espelhadas. Paredes espelhadas vácuo O vácuo e as paredes espelhadas são usados para dificultar a transmissão de calor, estando relacionados com uma ou mais formas de transmissão. Assinale a alternativa que relaciona corretamente as características da garrafa térmica com as formas de transmissão de calor que essas características tentam impedir. A) parede espelhada condução, vácuo radiação. B) parede espelhada condução, vácuo radiação e convecção. C) parede espelhada radiação, vácuo condução e convecção. D) parede espelhada radiação, vácuo radiação, condução e convecção. 05. (UFMG-1996-B) Uma poça d água sobre o chão, exposta ao sol, seca depois de algum tempo. Assinale a afirmativa que MELHOR explica esse fenômeno. A) Algumas moléculas de água de poça têm energia suficiente para passar para o estado gasoso, mesmo sendo a temperatura da poça inferior à temperatura de ebulição da água. B) As moléculas de H 2 O na poça são dissociadas pela energia solar e a água se transforma em hidrogênio e oxigênio. C) A temperatura da superfície da poça é a temperatura de ebulição da água; assim, essa passa gradualmente para o estado gasoso. D) O sol aquece o chão e esse, por sua vez, aquece a água até o ponto de ebulição. 06. (UFMG-1996-B) Caminhando descalço dentro de casa, ao passar da sala, que tem o chão coberto por tábuas de madeira, para a cozinha cujo piso é de granito, tem-se a sensação de que o piso da cozinha está mais frio que o da sala. Essa sensação é devida ao fato de A) a capacidade térmica do piso de granito ser menor que a das tábuas de madeira. B) a condutividade térmica do piso de granito ser maior que a das tábuas de madeira. C) a temperatura do piso da cozinha ser menor que a do chão da sala. D) o calor específico do granito ser menor que o das tábuas de madeira. 07. (UFMG-1997-A) Um bloco de gelo, dentro de um recipiente de isopor, está à temperatura de -10 ºC. Coloca-se um caneco com chope a uma temperatura de 30 ºC sobre o bloco. Após atingir o equilíbrio térmico, a temperatura do chope é de 5 ºC. O gráfico que melhor representa a temperatura do gelo e posteriormente da água e a temperatura do chope, em função do tempo, é A) T B) T 30ºC 5ºC -10ºC Tempo 30ºC 5ºC -10ºC C) T D) T 30ºC 5ºC -10ºC Tempo 30ºC 5ºC -10ºC Tempo Tempo 08. (UFMG-1997-A) Um cozinheiro quer comprar uma panela que esquente rápida e uniformemente. Ele deve procurar uma panela feita de um material que tenha A) alto calor específico e alta condutividade térmica. B) alto calor específico e baixa condutividade térmica. C) baixo calor específico e alta condutividade térmica. D) alto calor específico e baixa condutividade térmica. 75

76 09. (UFMG-1997-B) Uma batata recém-cozida, ao ser retirada da água quente, demora para se esfriar. Uma justificativa possível para esse fato pode ser dada afirmando-se que a batata tem A) alta condutividade térmica. B) alto calor específico. C) baixa capacidade térmica. D) baixa quantidade de energia interna. 11. (UFMG-2000) Um bloco de cobre, inicialmente sólido, é aquecido continuamente. Após um certo tempo, esse bloco se liquefaz totalmente e o cobre líquido continua a ser aquecido. Durante todo o processo, o cobre recebe a mesma quantidade de calor por unidade de tempo. Assinale a alternativa cujo gráfico MELHOR descreve a variação da temperatura do bloco com o tempo. 10. (UFMG-1998) Coloca-se uma batata para cozinhar em uma panela com água, inicialmente à temperatura ambiente. O gráfico que melhor representa a temperatura da água e a temperatura do interior da batata, em função do tempo, é: ÁGUA BATATA A) B) C D) 12. (UFMG-2001) Um cano de cobre e um de alumínio, ambos de mesma massa, recebem a mesma quantidade de calor. Observa-se que o aumento de temperatura do cano de alumínio é menor que o do cano de cobre. Isso acontece porque o alumínio tem A) calor específico maior que o do cobre. B) calor específico menor que o do cobre. C) condutividade térmica maior que a do cobre. D) condutividade térmica menor que a do cobre. 76

77 13.(UFMG-2001) Um gás ideal, em um estado inicial i, pode ser levado a um estado final f por meio dos processos I, II e III, representados neste diagrama de pressão versus volume: Sejam W I, W II e W III os módulos dos trabalhos realizados pelo gás nos processos I, II e III, respectivamente. Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que A) W I < W II < W III. B) W I = W II = W III. C) W I = W III > W II. D) W I > W II > W III. 14. (UFMG-2002) Uma certa quantidade de gelo, inicialmente a C, é aquecida até ser totalmente convertida em vapor, a 120 ºC. A variação da temperatura em função do calor absorvido durante esse processo está representada neste gráfico: 15. (UFMG-2003) No verão, Tia Maria dorme coberta somente com um lençol de algodão, enquanto. no inverno, ela se cobre com um cobertor de lã. No inverno, a escolha do cobertor de lã justifica-se, principalmente, porque este A) é mais quente que o lençol de algodão. B) é pior transmissor de calor que o lençol de algodão. C) se aquece mais rápido que o lençol de algodão. D) tem mais calor acumulado que o lençol de algodão. 16. (UFMG-2003) Uma seringa, com a extremidade fechada, contém uma certa quantidade de ar em seu interior. Sampaio puxa, rapidamente, o êmbolo dessa seringa, como mostrado nesta figura. Considere o ar como um gás ideal. Sabe-se que, para um gás ideal, a energia interna é proporcional à sua temperatura. Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que, no interior da seringa, A) a pressão do ar aumenta e sua temperatura diminui. B) a pressão do ar diminui e sua temperatura aumenta. C) a pressão e a temperatura do ar aumentam. D) a pressão e a temperatura do ar diminuem. Por conveniência, nesse gráfico, o eixo correspondente ao calor absorvido não está em escala. Sejam Lf e Lv os calores latentes de, respectivamente, fusão e vaporização da água e cg e cv os calores específicos, respectivamente, do gelo e do vapor. Com base nas informações contidas nesse gráfico, é CORRETO afirmar que A) Lf > Lv e cg > cv. B) Lf > Lv e cg < cv. C) Lf < Lv e cg > cv. D) Lf < Lv e cg < cv (UFMG-2004) Júlia coloca uma esfera de cobre e uma de alumínio, ambas de mesma massa e à mesma temperatura, sobre um bloco de gelo. Após um certo tempo, ela observa que essas esferas permanecem em equilíbrio nas posições indicadas nesta figura: Todas as dimensões estão representadas em escala na figura. Sejam d Cu e d Al as densidades e c Cu e c Al os calores específicos, respectivamente, do cobre e do alumínio.

78 Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que A) d Cu < d Al e c Cu > c Al. B) d Cu > d Al e c Cu < c Al. C) d Cu < d Al e c Cu < c Al. D) d Cu > d Al e c Cu > c Al. 18. (UFMG-2004) Um cilindro é fechado por um êmbolo que pode se mover livremente. Um gás, contido nesse cilindro, está sendo aquecido, como representado nesta figura: No coletor, a água circula através de dois canos horizontais ligados por vários canos verticais. A água fria sai do reservatório, entra no coletor, onde é aquecida, e retorna ao reservatório por convecção. Na página seguinte, nas quatro alternativas, estão representadas algumas formas de se conectar o reservatório ao coletor. As setas indicam o sentido de circulação da água. Assinale a alternativa em que estão CORRETAMENTE representados o sentido da circulação da água e a forma mais eficiente para se aquecer toda a água do reservatório. Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que, nesse processo, A) a pressão do gás aumenta e o aumento da sua energia interna é menor que o calor fornecido. B) a pressão do gás permanece constante e o aumento da sua energia interna é igual ao calor fornecido. C) a pressão do gás aumenta e o aumento da sua energia interna é igual ao calor fornecido. D) a pressão do gás permanece constante e o aumento da sua energia interna é menor que o calor fornecido. 19. (UFMG-2005) Atualmente, a energia solar está sendo muito utilizada em sistemas de aquecimento de água. Nesses sistemas, a água circula entre um reservatório e um coletor de energia solar. Para o perfeito funcionamento desses sistemas, o reservatório deve estar em um nível superior ao do coletor, como mostrado nesta figura: 20. (UFMG-2007) Numa aula de Física, o Professor Carlos Heitor apresenta a seus alunos esta experiência: dois blocos um de alumínio e outro de ferro, de mesma massa e, inicialmente, à temperatura ambiente, recebem a mesma quantidade de calor, em determinado processo de aquecimento. O calor específico do alumínio e o do ferro são, respectivamente, 0,90 J / (g oc) e 0,46 J / (g oc). Questionados quanto ao que ocorreria em seguida, dois dos alunos, Alexandre e Lorena, fazem, cada um deles, um comentário: Alexandre: Ao final desse processo de aquecimento, os blocos estarão à mesma temperatura. Lorena: Após esse processo de aquecimento, ao se colocarem os dois blocos em contato, fluirá calor do bloco de ferro para o bloco de alumínio. 78

79 Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que A) apenas o comentário de Alexandre está certo. B) apenas o comentário de Lorena está certo. C) ambos os comentários estão certos. D) nenhum dos dois comentários está certo. 21. (UFMG-2008) Depois de assar um bolo em um forno a gás, Zulmira observa que ela queima a mão ao tocar no tabuleiro, mas não a queima ao tocar no bolo. Considerando-se essa situação, é CORRETO afirmar que isso ocorre porque 23. (UFMG-2010) Considere estas informações: a temperaturas muito baixas, a água está sempre na fase sólida; aumentando-se a pressão, a temperatura de fusão da água diminui. Assinale a alternativa em que o diagrama de fases pressão versus temperatura para a água está de acordo com essas informações. A) a capacidade térmica do tabuleiro é maior que a do bolo. B) a transferência de calor entre o tabuleiro e a mão é mais rápida que entre o bolo e a mão. C) o bolo esfria mais rapidamente que o tabuleiro, depois de os dois serem retirados do forno. D) o tabuleiro retém mais calor que o bolo. 22. (UFMG-2009) Num Laboratório de Física, fazse uma experiência com dois objetos de materiais diferentes R e S, mas de mesma massa, ambos, inicialmente, no estado sólido e à temperatura ambiente. Em seguida, os dois objetos são aquecidos e, então, mede-se a temperatura de cada um deles em função da quantidade de calor que lhes é fornecida. Os resultados obtidos nessa medição estão representados neste gráfico: TERMODINÂMICA A 11 C 21 B 12 A 22 D 13 D 23 B C D 04 C 14 C A 15 B B 16 D D 17 B C 18 D B 19 D B 20 B 30 Sejam L R e L S o calor latente de fusão dos materiais R e S, respectivamente, e c R e c S o calor específico dos materiais, no estado sólido, também respectivamente. Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que A) c R < c S e L R < L S. B) c R < c S e L R > L S. C) c R > c S e L R < L S. D) c R > c S e L R > L S. 79

80 UNIDADE 17 - REFLEXÃO DA LUZ PROGRAMA DA UFMG a) Propagação da luz. b) Reflexão da luz. c) Formação de imagens de objetos reais por espelhos. UFMG 01. (UFMG-1978) Das afirmações seguintes a ERRADA é A) A parte côncava de uma colher pode formar imagem tanto direta quanto invertida de um objeto. B) Mirando-se na parte convexa de uma colher um menino verá sua imagem diminuída. C) É possível a um menino enxergar todo o seu corpo em um espelho plano, preso a uma parede, mesmo que o tamanho do espelho seja menor do que o corpo do menino. D) Um menino nas margens de um lago observa sua própria imagem. Esta imagem é formada pela refração dos raios luminosos ao penetrarem na água. E) Um espelho cilíndrico (objeto metálico polido de forma cilíndrica) forma imagem deformada de um objeto. Observando a trajetória dos raios incidentes e refletidos, conclui-se que, em 1, II e III, estão colocados, respectivamente, os espelhos A) côncavo, planos e convexo. B) planos, côncavo e convexo. C) convexo, côncavo e planos. D) convexo, planos e côncavo. E) côncavo, convexo e planos. 03. (UFMG-1988-A) João e Mário têm ambos a altura de 1,60m. Encontram-se diante de um espelho plano. João está a 1,0 m de distância do espelho, e Mário, a 4,0 m. O tamanho M da imagem de Mário comparado com o tamanho J da imagem de João é A) M é quatro vezes J. B) M é duas vezes J. C) M é igual a J. D) M é um meio de J. E) M é um quarto de J. 04. (UFMG-1989-B) Indique a alternativa que representa um objeto O e sua imagem I, dada por um espelho côncavo, cujo centro de curvatura é C e cujo foco é f. A) B) O O I 02. (UFMG-1983) Em cada uma das situações abaixo estão representados quatro raios de luz que são refletidos por espelhos ocultos por placas retangulares. I f C f C C) D) O I O As formas dos espelhos são: f C f C E) I I Espelho Côncavo Dois Espelhos Planos Espelho Convexo f O C 80

81 05. (UFMG-1990) Observe a figura. Em um dia de céu claro, o sol estava no horizonte (0º) às 6h da manhã. Às 12 horas, ele se encontrava no zênite (90º). A luz do sol, refletida no espelhinho M, atingiu o ponto P às A) 7 h B) 8 h C) 9 h D) 10 h E) 11 h A) o filamento I em C e o filamento II à direita de C. B) o filamento I em C e o filamento II entre C e F. C) o filamento I em F e o filamento II entre F e C. D) o filamento I em F e o filamento II entre F e V. E) o filamento I em V e o filamento II entre V e F. 07. (UFMG-2000) A figura mostra a bandeira do Brasil de forma esquemática. Sob luz branca, uma pessoa vê a bandeira do Brasil com a parte I branca, a parte II azul, a parte III amarela e a parte IV verde. 06. (UFMG-1995-A) O farol de um automóvel é constituído de um espelho côncavo e de uma lâmpada com dois filamentos I e II. Nas figuras 1 e 2, V, F e C são, respectivamente, o vértice, o foco e o centro de curvatura do espelho. Quando o farol está em luz baixa, apenas o filamento 1 está ligado, e a luz é refletida no espelho paralelamente ao seu eixo óptico, como na figura 1. Se a bandeira for iluminada por luz monocromática amarela, a mesma pessoa verá, provavelmente, A) a parte I amarela e a II preta. B) a parte I amarela e a II verde. C) a parte I branca e a II azul. D) a parte I branca e a II verde. 08. (UFMG-2002) Uma pequena lâmpada está na frente de um espelho esférico, convexo, como mostrado na figura. O centro de curvatura do espelho está no ponto O. Quando o farol está em luz alta, apenas o filamento II está ligado, e o feixe de luz refletido é um pouco divergente, como na figura 2. Nesse caso, o ponto em que, mais provavelmente, a imagem da lâmpada será formada é o Para que o farol funcione de acordo com essas descrições, a posição dos filamentos deve ser A) K. B) L. C) M. D) N. 81

82 09. (UFMG-2003) Oscar está na frente de um espelho plano, observando um lápis, como representado nesta figura. Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que Oscar verá a imagem desse lápis na posição indicada pela letra A) K. B) L. C) M. D) N. 10. (UFMG-2005) Marília e Dirceu estão em uma praça iluminada por uma única lâmpada. Assinale a alternativa em que estão CORRETAMENTE representados os feixes de luz que permitem a Dirceu ver Marília. 01 REFLEXÃO DA LUZ D 06 D 11 B 02 D 07 A C 08 B C 09 B C 10 A (UFMG-2006) Uma vela está sobre uma mesa, na frente de um espelho plano, inclinado, como representado nesta figura: Assinale a alternativa cujo diagrama representa CORRETAMENTE a formação da imagem do objeto, nessa situação. 82

83 UNIDADE 18 REFRAÇÃO DA LUZ PROGRAMA DA UFMG a) Refração da luz. b) Formação de imagens de objetos reais por lentes. c) Instrumentos ópticos simples: máquina fotográfica, lupa, projetor e outros. d) Formação de imagem no olho humano. e) Dispersão da luz. f) Interferência e difração da luz estudo qualitativo. (Natureza ondulatória da luz) UFMG 01. (UFMG-1995-A) Esta figura mostra um feixe de luz incidindo sobre uma parede de vidro a qual está separando o ar da água. Os índices de refração são 100 para o ar, 1,50 para o vidro e 1,33 para a água. A alternativa que melhor representa a trajetória do feixe de luz passando do ar para a água é 02. (UFMG-1995-B) O empregado de um clube está varrendo o fundo da piscina com uma vassoura que tem um longo cabo de alumínio. Ele percebe que o cabo de alumínio parece entortar ao entrar na água, como mostra a figura. Isso ocorre porque A) a luz do sol, refletida na superfície da água, interfere com a luz do sol refletida pela parte da vassoura imersa na água. B) a luz do sol, refletida pela parte da vassoura imersa na água, sofre reflexão parcial na superfície de separação água-ar. C) a luz do sol, refletida pela parte da vassoura imersa na água, sofre reflexão total na superfície de separação água-ar. D) a luz do sol, refletida pela parte da vassoura imersa na água, sofre refração ao passar pela superfície de separação águaar. E) o cabo de alumínio sofre uma dilatação na água, devido à diferença de temperatura entre a água e o ar. 03. (UFMG-1995-B) Um estreito feixe de luz monocromático passa de um meio 1 para um meio II cujos índices de refração são diferentes. O feixe atravessa o meio II, penetra em um meio idêntico a 1 e é refletido em um espelho plano. Estas figuras mostram opções de trajetórias para esse feixe de luz. As figuras que representam trajetórias possíveis são A) 1 e 2. B) 1 e 3. C) 2 e 5. D) 3 e 4. E) 4 e 6. 83

84 04. (UFMG-1996-A) A figura mostra um feixe de luz que passa do vidro para a água. Água Vidro Com relação a essa situação, é correto afirmar que A) a frequência da luz é maior no vidro do que na água. B) a velocidade da luz no vidro é maior do que na água. C) o comprimento de onda da luz é menor do que na água. D) o índice de refração do vidro é menor do que o índice de refração da água. 05. (UFMG-1996-A) Dois defeitos visuais bastante comuns no ser humano são a miopia e a hipermetropia. Num olho míope, a imagem é formada antes da retina enquanto, num olho hipermétrope, a imagem é formada depois da retina. Na figura, estão representados três raios de luz emergindo de uma fonte localizada em P, passando pelas lentes delgadas L 1 e L 2 e atingindo Q. P Q 06. (UFMG-1996-B) A luz proveniente de uma estrela sofre refração ao passar do vácuo interestelar para a atmosfera. A consequência disso é que a posição em que vemos a estrela não é a sua verdadeira posição. A figura mostra, de forma simplificada, a posição aparente de uma estrela vista por um observador na superfície da Terra. A B A posição verdadeira da estrela está mais próxima do ponto A) A. B) B. C) C. D) D. 07. (UFMG-1996-B) Em uma descrição simplificada, a imagem de um objeto formada no olho humano por uma lente, o cristalino, que produz essa imagem sobre a retina, conforme mostra a figura. D atmosfera C L 1 L 2 Com relação às lentes L 1 e L 2, a afirmativa correta é A) L 1 e L 2 podem corrigir hipermetropia. B) L 1 e L 2 podem corrigir miopia. C) L 1 pode corrigir hipermetropia e L 2, miopia. D) L 1 pode corrigir miopia e L 2, hipermetropia. Uma pessoa olha um carro que dela se afasta. Para continuar vendo o carro em foco, os músculos dessa pessoa modificam a forma do cristalino. Essa modificação deve ser no sentido de A) manter a distância focal do cristalino. B) tornar o cristalino uma lente divergente. C) tornar o cristalino uma lente mais convergente. D) tornar o cristalino uma lente menos convergente. 84

85 08. (UFMG-1997-A) O princípio básico de funcionamento de uma fibra óptica consiste em colocar um material X, com índice de refração n X, no interior de outro material Y, com índice de refração n Y. Um feixe de luz que incide em uma extremidade de X atravessa para a outra extremidade, sem penetrar no material Y, devido a múltiplas reflexões totais. Essa situação está ilustrada na figura. 10. (UFMG-1997-B) Três peixes, M, N e O, estão em um aquário com tampa não transparente com um pequeno furo como mostra a figura. Uma pessoa com o olho na posição mostrada na figura provavelmente verá Y X Y Para que isto aconteça, é necessário que A) n X < n Y B) n X = 0 C) n X = n Y D) n X > n Y 09. (UFMG-1997-A) A figura I mostra um objeto situado no ponto M, próximo a uma lente de distância focal F. A imagem correspondente a esse objeto se forma no ponto N. Figura I O objeto é então retirado do ponto M e colocado no ponto N, conforme mostra a figura II. Figura II A) apenas o peixe M. B) apenas o peixe N. C) apenas o peixe O. D) os peixes N e O. 11. (UFMG-1997-B) Um feixe de luz do Sol é decomposto ao passar por um prisma de vidro. O feixe de luz visível resultante é composto de ondas com A) apenas sete frequências que correspondem às cores vermelha, alaranjada, amarela, verde, azul, anil e violeta. B) apenas três frequências que correspondem às cores vermelha, amarela e azul. C) apenas três frequências que correspondem às cores vermelha, verde e azul. D) uma infinidade de frequências que correspondem a cores desde a vermelha até a violeta. 12. (UFMG-1998) As figuras representam, de forma esquemática, espelhos e lentes. As dimensões nas figuras não são proporcionais às dimensões reais. A imagem formada nessa nova situação é melhor representada por ESPELHO 1 ESPELHO 2 LENTE 1 LENTE 2 Para se projetar a imagem de uma vela acesa sobre uma parede, pode-se usar A) o espelho E 1 ou a lente L 2. B) o espelho E 1 ou a lente L 1. C) o espelho E 2 ou a lente L 2. D) o espelho E 2 ou a lente L 1. 85

86 13. (UFMG-1999) A figura mostra a trajetória de um feixe de luz que vem de um meio I, atravessa um meio II, é totalmente refletido na interface dos meios II e III e retorna ao meio I. 15. (UFMG-2001) Nesta figura, está representado o perfil de três lentes de vidro: I II III Rafael quer usar essas lentes para queimar uma folha de papel com a luz do Sol. Para isso, ele pode usar apenas A) B) Sabe-se que o índice de refração do ar é menor que o da água e que o da água é menor que o do vidro. Nesse caso, é CORRETO afirmar que os meios I, II e III podem ser, respectivamente, A) ar, água e vidro. B) vidro, água e ar. C) água, ar e vidro. D) ar, vidro e água. 14. (UFMG-2001) Um feixe de luz branca incide obliquamente sobre a superfície de um lago. Sabe-se que, na água, a velocidade de propagação da luz azul é menor que a da luz vermelha. Considerando essas informações, assinale a alternativa cuja figura melhor representa os raios refletidos e refratados na superfície do lago. A) a lente I. B) a lente II. C) as lentes I e III. D) as lentes II e III. 16. (UFMG-2002) Nas figuras I, II e III, estão representados fenômenos físicos que podem ocorrer quando um feixe de luz incide na superfície de separação entre dois meios de índices de refração diferentes. Em cada uma delas, estão mostradas as trajetórias desse feixe. Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que ocorre mudança no módulo da velocidade do feixe de luz apenas no(s) fenômeno(s) físico(s) representado(s) em A) I. B) II. C) I e II. D) I e III. C) D) 86

87 17. (UFMG-2003) Um professor pediu a seus alunos que explicassem por que um lápis, dentro de um copo com água, parece estar quebrado, como mostrado nesta figura. 19. (UFMG-2005) Um feixe de luz, vindo do ar, incide sobre um aquário de vidro com água. Sabe-se que a velocidade da luz é menor na água e no vidro que no ar. Com base nessas informações, assinale a alternativa em que MELHOR se representa a trajetória do feixe de luz entrando e saindo do aquário. Bruno respondeu: Isso ocorre, porque a velocidade da luz na água é menor que a velocidade da luz no ar. Tomás explicou: Esse fenômeno está relacionado com a alteração da frequência da luz quando esta muda de meio. Considerando-se essas duas respostas, é CORRETO afirmar que A) apenas a de Bruno está certa. B) apenas a de Tomás está certa. C) as duas estão certas. D) nenhuma das duas está certa. 18. (UFMG-2004) Após examinar os olhos de Sílvia e de Paula, o oftalmologista apresenta suas conclusões a respeito da formação de imagens nos olhos de cada uma delas, na forma de diagramas esquemáticos, como mostrado nestas figuras: 20. (UFMG-2005) Rafael, fotógrafo lambe-lambe, possui uma câmara fotográfica que consiste em uma caixa com um orifício, onde é colocada uma lente. Dentro da caixa, há um filme fotográfico, posicionado a uma distância ajustável em relação à lente. Essa câmara está representada, esquematicamente, nesta figura: Com base nas informações contidas nessas figuras, é CORRETO afirmar que A) apenas Sílvia precisa corrigir a visão e, para isso, deve usar lentes divergentes. B) ambas precisam corrigir a visão e, para isso, Sílvia deve usar lentes convergentes e Paula, lentes divergentes. C) apenas Paula precisa corrigir a visão e, para isso, deve usar lentes convergentes. D) ambas precisam corrigir a visão e, para isso, Sílvia deve usar lentes divergentes e Paula, lentes convergentes. Para produzir a imagem nítida de um objeto muito distante, o filme deve ser colocado na posição indicada, pela linha tracejada. No entanto, Rafael deseja fotografar uma vela que está próxima a essa câmara. Para obter uma imagem nítida, ele, então, move o filme em relação à posição acima descrita. Assinale a alternativa cujo diagrama MELHOR representa a posição do filme e a imagem da vela que é projetada nele. 87

88 21. (UFMG-2006) Rafael e Joana observam que, após atravessar um aquário cheio de água, um feixe de luz do Sol se decompõe em várias cores, que são vistas num anteparo que intercepta o feixe. Tentando explicar esse fenômeno, cada um deles faz uma afirmativa: Rafael:.Isso acontece porque, ao atravessar o aquário, a frequência da luz é alterada. Joana:.Isso acontece porque, na água, a velocidade da luz depende da frequência. Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que A) ambas as afirmativas estão certas. B) apenas a afirmativa de Rafael está certa. C) ambas as afirmativas estão erradas. D) apenas a afirmativa de Joana está certa. 22. (UFMG-2007) Tânia observa um lápis com o auxílio de uma lente, como representado nesta figura: REFRAÇÃO DA LUZ 01 C 11 D 21 D 02 D 12 A 22 B 03 A 13 B 23 A 04 C 14 D A 15 C 25 Essa lente é mais fina nas bordas que no meio e a posição de cada um de seus focos está indicada na figura. Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que o ponto que MELHOR representa a posição da imagem vista por Tânia é o A) P. B) Q. C) R. D) S C D D D A D A D A C (UFMG-2010) Um arco-íris forma-se devido à dispersão da luz do Sol em gotas de água na atmosfera. Após incidir sobre gotas de água na atmosfera, raios de luz são refratados; em seguida, eles são totalmente refletidos e novamente refratados. Sabe-se que o índice de refração da água para a luz azul é maior que para a luz vermelha. Considerando essas informações, assinale a alternativa em que estão mais bem representados os fenômenos que ocorrem em uma gota de água e dão origem a um arco-íris. 88

89 UNIDADE 19 - FÍSICA MODERNA PROGRAMA DA UFMG 1 - RELATIVIDADE RESTRITA 1.1. Postulados da teoria da relatividade restrita Equivalência massa/energia. É importante que o candidato conheça aplicações simples da equivalência massa/energia por exemplo, em processos de fusão e de fissão nucleares. 2 - QUANTIZAÇÃO DA ENERGIA 2.1. Conceito de fótons e o caráter dual onda/partícula da luz Energia do fóton Efeito fotoelétrico estudo qualitativo. É importante que o candidato saiba interpretar a intensidade de um feixe de luz em termos de fótons. 3 - ESTRUTURA DO ÁTOMO 3.1. Modelo atômico de Bohr Absorção e emissão de radiação no modelo de Bohr Espectros de absorção e de emissão de radiação. Espera-se que o candidato seja capaz de explicar, qualitativamente, os espectros de emissão e absorção de radiação de elementos químicos em termos do modelo atômico de Bohr e saiba que esses elementos podem ser identificados por meio desses espectros. 4 - FÍSICA NUCLEAR 4.1. Partículas alfa e beta e radiação gama Conceito de meia-vida de substâncias radioativas Noções básicas de fissão e fusão nuclear. 5 - NATUREZA ONDULATÓRIA DA MATÉRIA Postulado de de Broglie. É importante que o candidato compreenda que partículas podem apresentar comportamento ondulatório. Por exemplo, um feixe de elétrons forma um padrão de difração caso as dimensões dos obstáculos sejam da ordem do comprimento de onda de De Broglie associado a esses elétrons; uma partícula tem sua energia quantizada se estiver presa em uma região de tamanho comparável ao seu comprimento de onda de De Broglie. Também é importante o candidato saber que esse comprimento de onda é inversamente proporcional à quantidade de movimento da partícula. UFMG 01. (UFMG-1999) No modelo de Bohr para o átomo de hidrogênio, a energia do átomo A) pode ter qualquer valor. B) tem um único valor. C) independe da órbita do elétron. D) tem alguns valores possíveis. 02. (UFMG-2000) A presença de um elemento atômico em um gás pode ser determinada verificando-se as energias dos fótons que são emitidos pelo gás, quando este é aquecido. No modelo de Bohr para o átomo de hidrogênio, as energias dos dois níveis de menor energia são: E 1 = - 13,6 ev E 2 = - 3,40 ev. Considerando-se essas informações, um valor possível para a energia dos fótons emitidos pelo hidrogênio aquecido é A) - 17,0 ev. B) - 3,40 ev. C) 8,50 ev. D) 10,2 ev. 03. (UFMG-2001) Dois feixes de raios X, I e II, incidem sobre uma placa de chumbo e são totalmente absorvidos por ela. O comprimento de onda do feixe II é três vezes maior que o comprimento de onda do feixe I. Ao serem absorvidos, um fóton do feixe I transfere à placa de chumbo uma energia E 1 e um fóton do feixe II, uma energia E 2. Considerando-se essas informações, É CORRETO afirmar que A) E 2 = 3 1 E1 B) E 2 = E 1 C) E 2 = 3E 1 D) E 2 = 9E 1 89

90 04. (UFMG-2002) Para se produzirem fogos de artifício de diferentes cores, misturam-se diferentes compostos químicos à pólvora. Os compostos à base de sódio produzem luz amarela e os à base de bário, luz verde. Sabe-se que a frequência da luz amarela é menor que a da verde. Sejam E Na e E Ba as diferenças de energia entre os níveis de energia envolvidos na emissão de luz pelos átomos de sódio e de bário, respectivamente, e v Na e v Ba as velocidades dos fótons emitidos, também respectivamente. Assim sendo, é CORRETO afirmar que A) E Na < E Ba e v Na v Ba. B) E Na < E Ba e v Na = v Ba. C) E Na > E Ba e v Na = v Ba. D) E Na > E Ba e v Na v Ba. 05. (UFMG-2004) Utilizando um controlador, André aumenta a intensidade da luz emitida por uma lâmpada de cor vermelha, sem que esta cor se altere. Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que a intensidade da luz aumenta porque A) a frequência da luz emitida pela lâmpada aumenta. B) o comprimento de onda da luz emitida pela lâmpada aumenta. C) a energia de cada fóton emitido pela lâmpada aumenta. D) o número de fótons emitidos pela lâmpada, a cada segundo, aumenta. 06. (UFMG-2004) Observe esta figura: Paulo Sérgio, viajando em sua nave, aproxima-se de uma plataforma espacial, com velocidade de 0,7 c, em que c é a velocidade da luz. Para se comunicar com Paulo Sérgio, Priscila, que está na plataforma, envia um pulso luminoso em direção à nave. Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que a velocidade do pulso medida por Paulo Sérgio é de 07. (UFMG-2006) A luz emitida por uma lâmpada fluorescente é produzida por átomos de mercúrio excitados, que, ao perderem energia, emitem luz. Alguns dos comprimentos de onda de luz visível emitida pelo mercúrio, nesse processo, estão mostrados nesta tabela: Considere que, nesse caso, a luz emitida se propaga no ar. Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que, em comparação com os de luz violeta, os fótons de luz amarela têm A) menor energia e menor velocidade. B) maior energia e maior velocidade. C) menor energia e mesma velocidade. D) maior energia e mesma velocidade. 08. (UFMG-2007) Nos diodos emissores de luz, conhecidos como LEDs, a emissão de luz ocorre quando elétrons passam de um nível de maior energia para um outro de menor energia. Dois tipos comuns de LEDs são o que emite luz vermelha e o que emite luz verde. Sabe-se que a frequência da luz vermelha é menor que a da luz verde. Sejam verde o comprimento de onda da luz emitida pelo LED verde e E verde a diferença de energia entre os níveis desse mesmo LED. Para o LED vermelho, essas grandezas são, respectivamente, vermelho e E vermelho. Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que A) E verde > E vermelho e verde > vermelho. B) E verde > E vermelho e verde < vermelho. C) E verde < E vermelho e verde > vermelho. D) E verde < E vermelho e verde < vermelho. A) 0,7 c. B) 1,0 c. C) 0,3 c. D) 1,7 c. 90

91 09. (UFMG-2008) Suponha que, no futuro, uma base avançada seja construída em Marte. Suponha, também, que uma nave espacial está viajando em direção à Terra, com velocidade constante igual à metade da velocidade da luz. Quando essa nave passa por Marte, dois sinais de rádio são emitidos em direção à Terra um pela base e outro pela nave. Ambos são refletidos pela Terra e, posteriormente, detectados na base em Marte. Sejam t B e t N os intervalos de tempo total de viagem dos sinais emitidos, respectivamente, pela base e pela nave, desde a emissão até a detecção de cada um deles pela base em Marte. Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que A) t N = t B. B) t N = t B. C) t N = t B. D) t N = t B. 10. (UFMG-2009) Um estudante de Física adquiriu duas fontes de luz laser com as seguintes especificações para a luz emitida: Fonte I: potência: 0,005 W comprimento de onda: 632 nm Fonte II: potência: 0,030 W comprimento de onda: 632 nm Sabe-se que a fonte I emite N I fótons por segundo, cada um com energia E I ; e que a fonte II emite N II fótons por segundo, cada um com energia E II. Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que A) N I < N II e E I = E II. B) N I < N II e E I < E II. C) N I = N II e E I < E II. D) N I = N II e E I = E II. FÍSICA MODERNA 01 D 06 B 02 D 07 C 03 A 08 B 04 B 09 D 05 D 10 A 91

92 UNIDADE 20 CONSERVAÇÃO DA QUANTIDADE DE MOVIMENTO PROGRAMA DA UFMG a) Definição de quantidade de movimento. b) Conservação da quantidade de movimento. c) Colisões elásticas e inelásticas em uma e duas dimensões. UFMG 01. (UFMG-1981) Dois carrinhos podem mover-se sobre um trilho horizontal, conservando sua quantidade de movimento. Um carrinho de 2 kg a 60 km/h colide com outro, de 2 kg, parado. Após a colisão, os carrinhos continuam ligados, a 30 km/h. Nas condições anteriores, se um carrinho de massa M 1 e velocidade V 1 colide com um outro de massa M 2, parado, a velocidade dos dois carrinhos após a colisão será A) B) C) D) E) V M 1 2 2V 1 M M M 1 M 1 M 1V 2M 1 2 V 1 2 M 1 2 M 1V1 M M 60 km/h 2 kg 2 kg 2 kg km/h 2 kg 02. (UFMG-1984-anulado) Uma esferinha de massa m e velocidade v colidiu elasticamente com um obstáculo fixo. A variação da quantidade de movimento (momento linear) da esferinha foi A) nula B) mv C) 2mv 1 D) mv E) 2 1 mv (UFMG-1984) Uma esfera imantada de massa M, que se move com velocidade V, colide com outra esfera imantada de massa 2M, que se acha em repouso. Após o choque, elas ficam coladas uma à outra. A velocidade do sistema, após o choque, será A) V B) Maior do que V V C) 3 V D) 3 E) 2 V Enunciado dos testes 04 e 05. A figura representa a trajetória de uma partícula de massa m que foi lançada com velocidade v 0 do ponto(1).a partícula se movimenta nas proximidades da Terra e os atritos são desprezíveis. A energia potencial é considerada zero no ponto (1). 1 v 0 2 antes mv depois mv 04. (UFMG-1986) A energia mecânica total da partícula, no ponto 2,será: h v A) mgh/2 B) mgh C) mv 0 2 /2 D) mv 0 2 /2+mgh E) mv 0 2 /2 - mgh 92

93 05. (UFMG-1986) A quantidade de movimento da partícula no ponto 2 será: 2 0 A) m v 2gh B) mv 0 C) m 2 gh 2 0 D) m v gh 2 0 E) m v gh QUANTIDADE DE MOVIMENTO UNIDADE 21 CORPO RÍGIDO PROGRAMA DA UFMG a) Torque (momento de uma força). b) Condições de equilíbrio de translação e de rotação. c) Centro de massa de um objeto. É suficiente que o candidato entenda as condições necessárias para o equilíbrio de sistemas com um número pequeno de forças aplicadas ao braço de alavanca. Espera-se, ainda, que ele saiba localizar o centro de massa de objetos com forma geométrica simples chapas, barras, cilindros, esferas e outros. 01 E 02 C 03 C 04 C 05 A UFMG 01. (UFMG-2003) Para carregar quatro baldes idênticos, Nivaldo pendura-os em uma barra, como mostrado nesta figura: Essa barra é homogênea e possui suportes para os baldes, igualmente espaçados entre si, representados, na figura, pelos pontos escuros. Para manter a barra em equilíbrio, na horizontal, Nivaldo a apoia, pelo ponto médio, no ombro. Nivaldo, então, remove um dos baldes e rearranja os demais de forma a manter a barra em equilíbrio, na horizontal, ainda apoiada pelo seu ponto médio. Assinale a alternativa que apresenta um arranjo possível para manter os baldes em equilíbrio nessa nova situação. 93

94 02. (UFMG-2010) Para pintar uma parede, Miguel está sobre um andaime suspenso por duas cordas. Em certo instante, ele está mais próximo da extremidade direita do andaime, como mostrado nesta figura: Sejam TE e TD os módulos das tensões nas cordas, respectivamente, da esquerda e da direita e P o módulo da soma do peso do andaime com o peso de Miguel. Analisando-se essas informações, é CORRETO afirmar que 02. (PUC-MG-2ºsem.94) Os índios Cunas, que vivem há mais de 500 anos na costa leste do Panamá, preservam quase que integralmente sua cultura. Não utilizam a eletricidade e estão longe de usufruírem da sociedade de consumo. Entretanto é um povo extremamente criativo. São, ao mesmo tempo, agricultores e pescadores. Para extrair a garapa (suco) da cana-de-açúcar, que cultivam, inventaram um dispositivo que pode ser comparado a uma alavanca. A figura abaixo mostra como ele opera. Uma pessoa salta, ligeiramente, sobre a extremidade B, e a elasticidade do tronco permite que, em um movimento de vai-e-vem, o apoio A comprima a cana e retire o líquido. Naturalmente, o apoio C encontra-se fixo. Desprezando-se o peso do tronco e, na condição de equilíbrio estável, a ação exercida sobre o apoio A, em kgf, é um valor igual a: A) TE = TD e TE + TD = P. B) TE = TD e TE + TD > P. C) TE < TD e TE + TD = P. D) TE < TD e TE + TD > P. PUC-MG 01. (PUC-MG-1ºsem.94) Na figura abaixo, vê-se uma chave inglesa muito usada para retirar parafusos difíceis de sair. Entre as forças indicadas, todas de mesmo módulo, a que é mais eficiente para retirar o parafuso é: A) 60 B) 120 C) 220 D) 240 E) 330 A) F 1 B) F 2 C) F 3 D) F 4 E) F (PUC-MG-1ºsem.95) A barra da figura tem peso próprio desprezível e esta em equilíbrio na horizontal. As massas dos objetos, colocados nas suas extremidades, estão indicadas no desenho. A razão entre o comprimento da barra e a distância do apoio à extremidade A é igual a: A) 2 B) 3 C) 4 D) 6 E) 9 94

95 04. (PUC-MG-2ºsem.95) Um médico ortopedista, em reunião acadêmica. afirmou que um dos problemas mecânicos do corpo humano é possuir apenas alavancas que não oferecem vantagem mecânica. O braço é uma dessas alavancas. Na figura abaixo, a força, em N, que o bíceps está fazendo, para manter o equilibro, é igual a: A) 30 B) 50 C) 60 D) 70 E) (PUC-MG-1ºsem.96) A barra da figura tem peso próprio desprezível, encontra-se sob a ação de duas forças e pode girar livremente em torno do ponto ~. Com relação ao ponto de aplicação da resultante dessas forças, é CORRETO afirmar que: A) encontra-se à direita do ponto O, a uma distância de 1,6 m. B) coincide com o ponto O. C) encontra-se à esquerda do ponto O, a uma distância de 1,5 m. D) encontra-se fora da barra. E) encontra-se à direita do ponto Q, a uma distância de 2,5 m. GABARITOS UFMG PUC - MG 01 A 01 A C 02 C B D A 10 95

96 QUESTÕES DO ENEM FÍSICA DE 1998 A

97 CAMPO ELÉTRICO 01. (ENEM-1999) Uma estação distribuidora de energia elétrica foi atingida por um raio. Este fato provocou escuridão em uma extensa área. Segundo estatísticas, ocorre em média a cada 10 anos um fato desse tipo. Com base nessa informação, pode-se afirmar que A) a estação está em funcionamento há no máximo 10 anos. B) daqui a 10 anos deverá cair outro raio na mesma estação. C) se a estação já existe há mais de 10 anos, brevemente deverá cair outro raio na mesma. D) a probabilidade de ocorrência de um raio na estação independe do seu tempo de existência. E) é impossível a estação existir há mais de 30 anos sem que um raio já a tenha atingido anteriormente. ELETRODINÂMICA 02. (ENEM-1998) 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. 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. 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. 03. (ENEM-1999) O alumínio se funde a 666 O C e é obtido à custa de energia elétrica, por eletrólise transformação realizada a partir do óxido de alumínio a cerca de O C. A produção brasileira de alumínio, no ano de 1985, foi da ordem de toneladas, tendo sido consumidos cerca de 20kWh de energia elétrica por quilograma do metal. Nesse mesmo ano, estimouse a produção de resíduos sólidos urbanos brasileiros formados por metais ferrosos e não-ferrosos em 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. 97

98 04. (ENEM-1999) 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. AS QUESTÕES 05 E 06 DEVEM SER RESPONDIDAS SEGUNDO O ENUNCIADO. 05. (ENEM-2001) 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. 06. (ENEM-2001) 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. 98

99 07. (ENEM-2001)...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 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 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. 08. (ENEM-2002) 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. 09. (ENEM-2002) 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 solarelétrica 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. 99

100 10. (ENEM-2002) 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. 11. (ENEM-2005) Podemos estimar o consumo de energia elétrica de uma casa considerando as principais fontes desse consumo. Pense na situação em que apenas os aparelhos que constam da tabela abaixo fossem utilizados diariamente da mesma forma. Tabela: A tabela fornece a potência e o tempo efetivo de uso diário de cada aparelho doméstico. Supondo que o mês tenha 30 dias e que o custo de 1 KWh é de R$ 0,40, o consumo de energia elétrica mensal dessa casa, é de aproximadamente (A) R$ 135. (B) R$ 165. (C) R$ 190. (D) R$ 210. (E) R$

101 MAGNETISMO 12. (ENEM-2001) 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. 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. ELETROMAGNETISMO 13. (ENEM-2007) Explosões solares emitem radiações eletromagnéticas muito intensas e ejetam, para o espaço, partículas carregadas de alta energia, o que provoca efeitos danosos na Terra. O gráfico abaixo mostra o tempo transcorrido desde a primeira detecção de uma explosão solar até a chegada dos diferentes tipos de perturbação e seus respectivos efeitos na Terra. Considerando-se o gráfico, é correto afirmar que a perturbação por ondas de rádio geradas em uma explosão solar A) dura mais que uma tempestade magnética. B) chega à Terra dez dias antes do plasma solar. C) chega à Terra depois da perturbação por raios X. D) tem duração maior que a da perturbação por raios X. E) tem duração semelhante à da chegada à Terra de partículas de alta energia. 101

102 14. (ENEM-2008) A passagem de uma quantidade adequada de corrente elétrica pelo filamento de uma lâmpada deixa-o incandescente, produzindo luz. O gráfico abaixo mostra como a intensidade da luz emitida pela lâmpada está distribuída no espectro eletromagnético, estendendo-se desde a região do ultravioleta (UV) até a região do infravermelho. A eficiência luminosa de uma lâmpada pode ser definida como a razão entre a quantidade de energia emitida na forma de luz visível e a quantidade total de energia gasta para o seu funcionamento. Admitindo-se que essas duas quantidades possam ser estimadas, respectivamente, pela área abaixo da parte da curva correspondente à faixa de luz visível e pela área abaixo de toda a curva, a eficiência luminosa dessa lâmpada seria de aproximadamente A) 10%. B) 15%. C) 25%. D) 50%. E) 75%. CINEMÁTICA Em uma prova de 100 m rasos, o desempenho típico de um corredor padrão é representado pelo gráfico a seguir: 15. (ENEM-1998) 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. 16. (ENEM-1998) 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 segundo. (D) Entre 8 e 11 segundos. (E) Entre 9 e 15 segundos 102

103 17. (ENEM-1999) A obsidiana é uma pedra de origem vulcânica que, em contato com a umidade do ar, fixa água em sua superfície formando uma camada hidratada. A espessura da camada hidratada aumenta de acordo com o tempo de permanência no ar, propriedade que pode ser utilizada para medir sua idade. O gráfico abaixo mostra como varia a espessura da camada hidratada, em mícrons (1 mícron = 1 milésimo de milímetro) em função da idade da obsidiana. Com base no gráfico, pode-se concluir que a espessura da camada hidratada de uma obsidiana (A) é diretamente proporcional à sua idade. (B) dobra a cada anos. (C) aumenta mais rapidamente quando a pedra é mais jovem. (D) aumenta mais rapidamente quando a pedra é mais velha. (E) a partir de anos não aumenta mais. 18. (ENEM-1999) Um sistema de radar é programado para registrar automaticamente a velocidade de todos os veículos trafegando por uma avenida, onde passam em média 300 veículos por hora, sendo 55 km/h a máxima velocidade permitida. Um levantamento estatístico dos registros do radar permitiu a elaboração da distribuição percentual de veículos de acordo com sua velocidade aproximada. 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 19. (ENEM-2002) O excesso de peso pode prejudicar o desempenho de um atleta profissional em corridas de longa distância como a maratona (42,2 km), a meia-maratona (21,1 km) ou uma prova de 10 km. Para saber uma aproximação do intervalo de tempo a mais perdido para completar uma corrida devido ao excesso de peso, muitos atletas utilizam os dados apresentados na tabela e no gráfico. Usando essas informações, um atleta de ossatura grande, pesando 63 kg e com altura igual a 1,59m, que tenha corrido uma meia-maratona, pode estimar que, em condições de peso ideal, teria melhorado seu tempo na prova em A) 0,32 minuto. B) 0,67 minuto. C) 1,60 minuto. D) 2,68 minutos. E) 3,35 minutos. 103

104 20. (ENEM-2002) 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. 21. (ENEM-2003) O tempo que um ônibus gasta para ir do ponto inicial ao ponto final de uma linha varia, durante o dia, conforme as condições do trânsito, demorando mais nos horários de maior movimento. A empresa que opera essa linha forneceu, no gráfico abaixo, tempo médio de duração da viagem conforme o horário de saída do ponto inicial, no período da manhã. De acordo com as informações do gráfico, um passageiro que necessita chegar até as 10h30min ao ponto final dessa linha, deve tomar o ônibus no ponto inicial, no máximo, até as: (A) 9h20min (B) 9h30min (C) 9h00min (D) 8h30min (E) 8h50min 22. (ENEM-2003) João e Antônio utilizam os ônibus da linha mencionada na questão anterior para ir trabalhar, no período considerado no gráfico, nas seguintes condições: trabalham vinte dias por mês; João viaja sempre no horário em que o ônibus faz o trajeto no menor tempo; Antônio viaja sempre no horário em que o ônibus faz o trajeto no maior tempo; na volta do trabalho, ambos fazem o trajeto no mesmo tempo de percurso. Considerando-se a diferença de tempo de percurso, Antônio gasta, por mês, em média, (A) 05 horas a mais que João. (B) 10 horas a mais que João. (C) 20 horas a mais que João. (D) 40 horas a mais que João. (E) 60 horas a mais que João. 104

105 23. (ENEM-2007) Uma equipe de paleontólogos descobriu um rastro de dinossauro carnívoro e nadador, no norte da Espanha. O rastro completo tem comprimento igual a 15 metros e consiste de vários pares simétricos de duas marcas de três arranhões cada uma, conservadas em arenito. O espaço entre duas marcas consecutivas mostra uma pernada de 2,5 metros. O rastro difere do de um dinossauro nãonadador: são as unhas que penetram no barro e não a pisada, o que demonstra que o animal estava nadando sobre a água: só tocava o solo com as unhas, não pisava, afirmam os paleontólogos. Internet: < (com adaptações). Qual dos seguintes fragmentos do texto, considerado isoladamente, é variável relevante para se estimar o tamanho do dinossauro nadador mencionado? A) O rastro completo tem 15 metros de comprimento B) O espaço entre duas marcas consecutivas mostra uma pernada de 2,5 metros C) O rastro difere do de um dinossauro não-nadador D) são as unhas que penetram no barro e não a pisada E) o animal estava nadando sobre a água: só tocava o solo com as unhas 24. (ENEM-2007) O gráfico abaixo modela a distância percorrida, em km, por uma pessoa em certo período de tempo. A escala de tempo a ser adotada para o eixo das abscissas depende da maneira como essa pessoa se desloca. Qual é a opção que apresenta a melhor associação entre meio ou forma de locomoção e unidade de tempo, quando são percorridos 10 km? A) carroça semana B) carro dia C) caminhada hora D) bicicleta minuto E) avião segundo 105

106 CINEMÁTICA VETORIAL 25. (ENEM-1998) 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? 26. (ENEM-1998) 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 27. (ENEM-1998) 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. 106

107 28. (ENEM-2004) Nos X-Games Brasil, em maio de 2004, o skatista brasileiro Sandro Dias, apelidado Mineirinho, conseguiu realizar a manobra denominada 900, na modalidade skate vertical, tornandose o segundo atleta no mundo a conseguir esse feito. A denominação 900 refere-se ao número de graus que o atleta gira no ar em torno de seu próprio corpo, que, no caso, corresponde a (A) uma volta completa. (B) uma volta e meia. (C) duas voltas completas. (D) duas voltas e meia. (E) cinco voltas completas. 29. (ENEM-2005) Leia o texto abaixo. O jardim de caminhos que se bifurcam (...) Uma lâmpada aclarava a plataforma, mas os rostos dos meninos ficavam na sombra. Um me perguntou: O senhor vai à casa do Dr. Stephen Albert? Sem aguardar resposta, outro disse: A casa fica longe daqui, mas o senhor não se perderá se tomar esse caminho à esquerda e se em cada encruzilhada do caminho dobrar à esquerda. (Adaptado. Borges, J. Ficções. Rio de Janeiro: Globo, p.96.) Quanto à cena descrita acima, considere que I - o sol nasce à direita dos meninos; II - o senhor seguiu o conselho dos meninos, tendo encontrado duas encruzilhadas até a casa. Concluiu-se que o senhor caminhou, respectivamente, nos sentidos: (A) oeste, sul e leste. (B) leste, sul e oeste. (C) oeste, norte e leste. (D) leste, norte e oeste. (E) leste, norte e sul. LEIS DE NEWTON 30. (ENEM-2005) Observe o fenômeno indicado na tirinha ao lado. A força que atua sobre o peso e produz o deslocamento vertical da garrafa é a força (A) de inércia. (B) gravitacional. (C) de empuxo. (D) centrípeta. (E) elástica. 31. (ENEM-2006)Na preparação da madeira em uma indústria de moveis, utiliza-se uma lixadeira constituída de quatro grupos de polias, como ilustra o esquema abaixo. Em cada grupo, duas polias de tamanhos diferentes são interligadas por uma correia provida de lixa. Uma prancha de madeira é empurrada pelas polias, no sentido A B (como indicado no esquema), ao mesmo tempo em que um sistema é acionado para frear seu movimento, de modo que a velocidade da prancha seja inferior à da lixa. O equipamento acima descrito funciona com os grupos de polias girando da seguinte forma: A) 1 e 2 no sentido horário; 3 e 4 no sentido anti-horário. B) 1 e 3 no sentido horário; 2 e 4 no sentido anti-horário. C) 1 e 2 no sentido anti-horário; 3 e 4 no sentido horário. D) 1 e 4 no sentido horário; 2 e 3 no sentido anti-horário. E) 1, 2, 3 e 4 no sentido anti-horário. 107

108 GRAVITAÇÃO UNIVERSAL 32. (ENEM-1999) Se compararmos a idade do planeta Terra, avaliada em quatro e meio bilhões de anos (4,5 x 10 9 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! 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) anos. (D) anos. (E) anos. 33. (ENEM-1999) (...) Depois de longas investigações, convenci-me por fim de que o Sol é uma estrela fixa rodeada de planetas que giram em volta dela e de que ela é o centro e a chama. Que, além dos planetas principais, há outros de segunda ordem que circulam primeiro como satélites em redor dos planetas principais e com estes em redor do Sol. (...) Não duvido de que os matemáticos sejam da minha opinião, se quiserem dar-se ao trabalho de tomar conhecimento, não superficialmente mas duma maneira aprofundada, das demonstrações que darei nesta obra. Se alguns homens ligeiros e ignorantes quiserem cometer contra mim o abuso de invocar alguns passos da Escritura (sagrada), a que torçam o sentido, desprezarei os seus ataques: as verdades matemáticas não devem ser julgadas senão por matemáticos. (COPÉRNICO, N. De Revolutionibus orbium caelestium.) Aqueles que se entregam à prática sem ciência são como o navegador que embarca em um navio sem leme nem bússola. Sempre a prática deve fundamentar-se em boa teoria. Antes de fazer de um caso uma regra geral, experimente-o duas ou três vezes e verifique se as experiências produzem os mesmos efeitos. Nenhuma investigação humana pode se considerar verdadeira ciência se não passa por demonstrações matemáticas. (VINCI, Leonardo da. Carnets.) O aspecto a ser ressaltado em ambos os textos para exemplificar o racionalismo moderno é (A) a fé como guia das descobertas. (B) o senso crítico para se chegar a Deus. (C) a limitação da ciência pelos princípios bíblicos. (D) a importância da experiência e da observação. (E) o princípio da autoridade e da tradição. 34. (ENEM-1999) 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. 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 108

109 35. (ENEM-2000) 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. 36. (ENEM-2000) Casa que não entra sol, entra médico. Esse antigo ditado reforça a importância de, ao construirmos casas, darmos orientações adequadas aos dormitórios, de forma a garantir o máximo conforto térmico e salubridade. Assim, confrontando casas construídas em Lisboa (ao norte do Trópico de Câncer) e em Curitiba (ao sul do Trópico de Capricórnio), para garantir a necessária luz do sol, as janelas dos quartos não devem estar voltadas, respectivamente, para os pontos cardeais: (A) norte/sul. (B) sul/norte. (C) leste/oeste. (D) oeste/leste. (E) oeste/oeste. 37. (ENEM-2001) O texto foi extraído da peça Tróilo e Créssida de William Shakespeare, escrita, provavelmente, em 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, A descrição feita pelo dramaturgo renascentista inglês se aproxima da teoria (A) geocêntrica do grego Claudius Ptolomeu. (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. 109

110 38. (ENEM-2001) 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. 39. (ENEM-2002) O mercado financeiro mundial funciona 24 horas por dia. As bolsas de valores estão articuladas, mesmo abrindo e fechando em diferentes horários, como ocorre com as bolsas de Nova Iorque, Londres, Pequim e São Paulo. Todas as pessoas que, por exemplo, estão envolvidas com exportações e importações de mercadorias precisam conhecer os fusos horários para fazer o melhor uso dessas informações. Considerando que as bolsas de valores começam a funcionar às 09:00 horas da manhã e que um investidor mora em Porto Alegre, pode-se afirmar que os horários em que ele deve consultar as bolsas e a sequência em que as informações são obtidas estão corretos na alternativa: (A) Pequim (20:00 horas), Nova Iorque (07:00 horas) e Londres (12:00 horas). (B) Nova Iorque (07:00 horas), Londres (12:00 horas) e Pequim (20:00 horas). (C) Pequim (20:00 horas), Londres (12:00 horas) e Nova Iorque (07:00 horas). (D) Nova Iorque (07:00 horas), Londres (12:00 horas), Pequim (20:00 horas). (E) Nova Iorque (07:00 horas), Pequim (20:00 horas ), Londres (12:00 horas). As questões 40 e 41 devem ser respondidas segundo o enunciado: Existem muitas diferenças entre as culturas cristã e islâmica. Uma das principais diz respeito ao Calendário. Enquanto o Calendário Cristão (Gregoriano) considera um ano como o período correspondente ao movimento de translação da Terra em torno do Sol aproximadamente 365 dias, o Calendário Muçulmano se baseia nos movimentos de translação da Lua em torno da Terra aproximadamente 12 por ano, o que corresponde a anos intercalados de 254 e 255 dias. 40. (ENEM-2002) Considerando que o Calendário Muçulmano teve início em 622 da era cristã e que cada 33 anos muçulmanos correspondem a 32 anos cristãos, é possível estabelecer uma correspondência aproximada de anos entre os dois calendários, dada por: (C = Anos Cristãos e M = Anos Muçulmanos) (A) C = M (M/33). (B) C = M (C - 622/32). (C) C = M 622 (M/33). (D) C = M (C - 622/33). (E) C = M (M/32). 110

111 41. (ENEM-2002) O ano muçulmano é composto de 12 meses, dentre eles o Ramadã, mês sagrado para os muçulmanos que, em 2001, teve início no mês de novembro do Calendário Cristão, conforme a figura que segue. Considerando as características do Calendário Muçulmano, é possível afirmar que, em 2001, o mês Ramadã teve início, para o Ocidente, em (A) 01 de novembro. (B) 08 de novembro. (C) 16 de novembro. (D) 20 de novembro. (E) 28 de novembro. 42. (ENEM-2002) 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. 43. (ENEM-2004) Nas recentes expedições espaciais que chegaram ao solo de Marte, e através dos sinais fornecidos por diferentes sondas e formas de análise, vem sendo investigada a possibilidade da existência de água naquele planeta. A motivação principal dessas investigações, que ocupam freqüentemente o noticiário sobre Marte, deve-se ao fato de que a presença de água indicaria, naquele planeta, (A) a existência de um solo rico em nutrientes e com potencial para a agricultura. (B) a existência de ventos, com possibilidade de erosão e formação de canais. (C) a possibilidade de existir ou ter existido alguma forma de vida semelhante à da Terra. (D) a possibilidade de extração de água visando ao seu aproveitamento futuro na Terra. (E) a viabilidade, em futuro próximo, do estabelecimento de colônias humanas em Marte. 111

112 44. (ENEM-2004) Comprimam-se todos os 4,5 bilhões de anos de tempo geológico em um só ano. Nesta escala, as rochas mais antigas reconhecidas datam de março. Os seres vivos apareceram inicialmente nos mares, em maio. As plantas e animais terrestres surgiram no final de novembro. (Don L. Eicher, Tempo Geológico) Na escala de tempo acima, o sistema solar surgiu no início de janeiro e vivemos hoje à meia-noite de 31 de dezembro. Nessa mesma escala, Pedro Álvares Cabral chegou ao Brasil também no mês de dezembro, mais precisamente na (A) manhã do dia 01. (B) tarde do dia 10. (C) noite do dia 15. (D) tarde do dia 20. (E) noite do dia (ENEM-2006) No Brasil, verifica-se que a Lua, quando esta na fase cheia, nasce por volta das 18 horas e se põe por volta das 6 horas. Na fase nova, ocorre o inverso: a Lua nasce as 6 horas e se põe às 18 horas, aproximadamente. Nas fases crescente e minguante, ela nasce e se põe em horários intermediários. Sendo assim, a Lua na fase ilustrada na figura abaixo poderá ser observada no ponto mais alto de sua trajetória no céu por volta de A) meia-noite. B) três horas da madrugada. C) nove horas da manha. D) meio-dia. E) seis horas da tarde. Leia o texto para a questão 46: A ema O surgimento da figura da Ema no céu, ao leste, no anoitecer, na segunda quinzena de junho, indica o início do inverno para os índios do sul do Brasil e o começo da estação seca para os do norte. É limitada pelas constelações de Escorpião e do Cruzeiro do Sul, ou Cut'uxu. Segundo o mito guarani, o Cut uxu segura a cabeça da ave para garantir a vida na Terra, porque, se ela se soltar, beberá toda a água do nosso planeta. Os tupis-guaranis utilizam o Cut'uxu para se orientar e determinar a duração das noites e as estações do ano. A ilustração a seguir é uma representação dos corpos celestes que constituem a constelação da Ema, na percepção indígena. Almanaque BRASIL, maio/2007 (com adaptações). 112

113 A próxima figura mostra, em campo de visão ampliado, como povos de culturas não-indígenas percebem o espaço estelar em que a Ema é vista. Escorpião Cruzeiro d Sul 46. (ENEM-2008) Considerando a diversidade cultural focalizada no texto e nas figuras acima, avalie as seguintes afirmativas. I. A mitologia guarani relaciona a presença da Ema no firmamento às mudanças das estações do ano. II. Em culturas indígenas e não-indígenas, o Cruzeiro do Sul, ou Cut'uxu, funciona como parâmetro de orientação espacial. III. Na mitologia guarani, o Cut'uxu tem a importante função de segurar a Ema para que seja preservada a água da Terra. IV. As três Marias, estrelas da constelação de Órion, compõem a figura da Ema. É CORRETO apenas o que se afirma em A) I. B) II e III. C) III e IV. D) I, II e III. E) I, II e IV. 47. (ENEM-2008) Suponha que o universo tenha 15 bilhões de anos de idade e que toda a sua história seja distribuída ao longo de 1 ano o calendário cósmico, de modo que cada segundo corresponda a 475 anos reais e, assim, 24 dias do calendário cósmico equivaleriam a cerca de 1 bilhão de anos reais. Suponha, ainda, que o universo comece em 1.º de janeiro a zero hora no calendário cósmico e o tempo presente esteja em 31 de dezembro às 23 h 59 min 59,99 s. A escala abaixo traz o período em que ocorreram alguns eventos importantes nesse calendário. 113

114 Se a arte rupestre representada acima fosse inserida na escala, de acordo com o período em que foi produzida, ela deveria ser colocada na posição indicada pela seta de número A) 1. B) 2. C) 3. D) 4. E) 5. Hidrostática As questões 48 e 49 devem ser respondidas segundo o seguinte enunciado Uma garrafa cilíndrica está fechada, contendo um líquido que ocupa quase completamente seu corpo, conforme mostra a figura. Suponha que, para fazer medições, você disponha apenas de uma régua milimetrada. 48. (ENEM-1999) Para calcular o volume do líquido contido na garrafa, o número mínimo de medições a serem realizadas é: (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 (E) (ENEM-1999) Para calcular a capacidade total da garrafa, lembrando que você pode virá-la, o número mínimo de medições a serem realizadas é: (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 (E) (ENEM-2000) A adaptação dos integrantes da seleção brasileira de futebol à altitude de La Paz foi muito comentada em 1995, por ocasião de um torneio, como pode ser lido no texto abaixo. A seleção brasileira embarca hoje para La Paz, capital da Bolívia, situada a metros de altitude, onde disputará o torneio Interamérica. A adaptação deverá ocorrer em um prazo de 10 dias, aproximadamente. O organismo humano, em altitudes elevadas, necessita desse tempo para se adaptar, evitando-se, assim, risco de um colapso circulatório. (Adaptado da revista Placar, edição fev.1995) A adaptação da equipe foi necessária principalmente porque a atmosfera de La Paz, quando comparada à das cidades brasileiras, apresenta: (A) menor pressão e menor concentração de oxigênio. (B) maior pressão e maior quantidade de oxigênio. (C) maior pressão e maior concentração de gás carbônico. (D) menor pressão e maior temperatura. (E) maior pressão e menor temperatura. 114

115 51. (ENEM-2000) Uma empresa de transporte armazena seu combustível em um reservatório cilíndrico enterrado horizontalmente. Seu conteúdo é medido com uma vara graduada em vinte intervalos, de modo que a distância entre duas graduações consecutivas representa sempre o mesmo volume. A ilustração que melhor representa a distribuição das graduações na vara é: 52. (ENEM-2001) 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: 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. 53. (ENEM-2003) Prevenindo-se contra o período anual de seca, um agricultor pretende construir um reservatório fechado, que acumule toda a água proveniente da chuva que cair no telhado de sua casa, ao longo de um período anual chuvoso. As ilustrações a seguir apresentam as dimensões da casa, a quantidade média mensal de chuva na região, em milímetros, e a forma do reservatório a ser construído. Sabendo que 100 milímetros de chuva equivalem ao acúmulo de 100 litros de água em uma superfície plana horizontal de um metro quadrado, a profundidade (p) do reservatório deverá medir (A) 4m (B) 5m (C) 6m (D) 7m (E) 8m 115

116 54. (ENEM-2004) Para medir o perfil de um terreno, um mestre-de-obras utilizou duas varas (V I e V II ), iguais e igualmente graduadas em centímetros, às quais foi acoplada uma mangueira plástica transparente, parcialmente preenchida por água (figura abaixo). Ele fez 3 medições que permitiram levantar o perfil da linha que contém, em seqüência, os pontos P 1, P 2, P 3 e P 4. Em cada medição, colocou as varas em dois diferentes pontos e anotou suas leituras na tabela a seguir. A figura representa a primeira medição entre P 1 e P 2. Ao preencher completamente a tabela, o mestre-de-obras determinou o seguinte perfil para o terreno: 55. (ENEM-2006) Eclusa é um canal que, construído em águas de um rio com grande desnível, possibilita a navegabilidade, subida ou descida de embarcações. No esquema abaixo, está representada a descida de uma embarcação, pela eclusa do porto Primavera, do nível mais alto do rio Paraná até o nível da jusante. A câmara dessa eclusa tem comprimento aproximado de 200 m e largura igual a 17 m. A vazão aproximada da água durante o esvaziamento da câmara e de m 3 por minuto. Assim, para descer do nível mais alto ate o nível da jusante, uma embarcação leva cerca de A) 2 minutos. B) 5 minutos. C) 11 minutos. D) 16 minutos. E) 21 minutos. 116

117 56. (ENEM-2006) A figura ao lado mostra um reservatório de água na forma de um cilindro circular reto, com 6 m de altura. Quando está completamente cheio, o reservatório é suficiente para abastecer, por um dia, 900 casas cujo consumo médio diário é de 500 litros de água. Suponha que, um certo dia, após uma campanha de conscientização do uso da água, os moradores das 900 casas abastecidas por esse reservatório tenham feito economia de 10% no consumo de água. Nessa situação, A) a quantidade de água economizada foi de 4,5 m 3. B) a altura do nível da água que sobrou no reservatório, no final do dia, foi igual a 60 cm. C) a quantidade de água economizada seria suficiente para abastecer, no máximo, 90 casas cujo consumo diário fosse de 450 litros. D) os moradores dessas casas economizariam mais de R$ 200,00, se o custo de 1 m 3 de água para o consumidor fosse igual a R$ 2,50. E) um reservatório de mesma forma e altura, mas com raio da base 10% menor que o representado, teria água suficiente para abastecer todas as casas. ENERGIA 57. (ENEM-1998) Na figura abaixo está esquematizado um tipo de usina utilizada na geração de eletricidade. Analisando o esquema, é possível identificar que se trata de uma usina: (A) hidrelétrica, porque a água corrente baixa a temperatura da turbina. (B) hidrelétrica, porque a usina faz uso da energia cinética da água. (C) termoelétrica, porque no movimento das turbinas ocorre aquecimento. (D) eólica, porque a turbina é movida pelo movimento da água. (E) nuclear, porque a energia é obtida do núcleo das moléculas de água. 58. (ENEM-1998) 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) (D) (E)

118 59. (ENEM-1998) No processo de obtenção de eletricidade, ocorrem várias transformações de energia. Considere duas delas: I. cinética em elétrica II. potencial gravitacional em cinética Analisando o esquema, é possível identificar que elas se encontram, respectivamente, entre: (A) I- a água no nível h e a turbina, II- o gerador e a torre de distribuição. (B) I- a água no nível h e a turbina, II- a turbina e o gerador. (C) I- a turbina e o gerador, II- a turbina e o gerador. (D) I- a turbina e o gerador, II- a água no nível h e a turbina. (E) I- o gerador e a torre de distribuição, II- a água no nível h e a turbina. AS QUESTÕES 60, 61 e 62 SÃO BASEADAS NO SEGUINTE ENUNCIADO. 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. 60. (ENEM-1999) 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 (ENEM-1999) 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 anos (D) termoelétricas - aquecimento do solo - 1 milhão de anos (E) termoelétricas - petróleo milhões de anos 118

119 62. (ENEM-1999) 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. 63. (ENEM-1999) Muitas usinas hidroelétricas estão situadas em barragens. As características de algumas das grandes represas e usinas brasileiras estão apresentadas no quadro abaixo. A razão entre a área da região alagada por uma represa e a potência produzida pela usina nela instalada é uma das formas de estimar a relação entre o dano e o benefício trazidos por um projeto hidroelétrico. A partir dos dados apresentados no quadro, o projeto que mais onerou o ambiente em termos de área alagada por potência foi (A) Tucuruí. (B) Furnas. (C) Itaipu. (D) Ilha Solteira. (E) Sobradinho. 64. (ENEM-1999) 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. 119

120 65. (ENEM-2000) O esquema ao lado 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%. 66. (ENEM-2000) O Brasil, em 1997, com cerca de 160 x 10 6 habitantes, apresentou um consumo de energia da ordem de TEP (tonelada equivalente de petróleo), proveniente de diversas fontes primárias. O grupo com renda familiar de mais de vinte salários mínimos representa 5% da população brasileira e utiliza cerca de 10% da energia total consumida no país. O grupo com renda familiar de até três salários mínimos representa 50% da população e consome 30% do total de energia. Com base nessas informações, pode-se concluir que o consumo médio de energia para um indivíduo do grupo de renda superior é x vezes maior do que para um indivíduo do grupo de renda inferior. O valor aproximado de x é: (A) 2,1. (B) 3,3. (C) 6,3. (D) 10,5. (E) 12, (ENEM-2002) 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) D) E) (ENEM-2002) Segundo matéria publicada em um jornal brasileiro, Todo o lixo (orgânico) produzido pelo Brasil hoje cerca de 20 milhões de toneladas por ano seria capaz de aumentar em 15% a oferta de energia elétrica. Isso representa a metade da energia produzida pela hidrelétrica de Itaipu. O segredo está na celulignina, combustível sólido gerado a partir de um processo químico a que são submetidos os resíduos orgânicos. O Estado de São Paulo, 01/01/2001. Independentemente da viabilidade econômica desse processo, ainda em fase de pesquisa, na produção de energia pela técnica citada nessa matéria, a celulignina faria o mesmo papel (A) do gás natural em uma usina termoelétrica. (B) do vapor d água em uma usina termoelétrica. (C) da queda d água em uma usina hidrelétrica. (D) das pás das turbinas em uma usina eólica. (E) do reator nuclear em uma usina termonuclear. 120

121 69. (ENEM-2002) Considere o papel da técnica no desenvolvimento da constituição de sociedades e três invenções tecnológicas que marcaram esse processo: invenção do arco e flecha nas civilizações primitivas, locomotiva nas civilizações do século XIX e televisão nas civilizações modernas. A respeito dessas invenções são feitas as seguintes afirmações: I. A primeira ampliou a capacidade de ação dos braços, provocando mudanças na forma de organização social e na utilização de fontes de alimentação. II. A segunda tornou mais eficiente o sistema de transporte, ampliando possibilidades de locomoção e provocando mudanças na visão de espaço e de tempo. III. A terceira possibilitou um novo tipo de lazer que, envolvendo apenas participação passiva do ser humano, não provocou mudanças na sua forma de conceber o mundo. Está CORRETO o que se afirma em: (A) I, apenas. (B) I e II, apenas. (C) I e III, apenas. (D) II e III, apenas. (E) I, II e III. 70. (ENEM-2003) Águas de março definem se falta luz este ano. Esse foi o título de uma reportagem em jornal de circulação nacional, pouco antes do início do racionamento do consumo de energia elétrica, em No Brasil, a relação entre a produção de eletricidade e a utilização de recursos hídricos, estabelecida nessa manchete, se justifica porque (A) a geração de eletricidade nas usinas hidrelétricas exige a manutenção de um dado fluxo de água nas barragens. (B) o sistema de tratamento da água e sua distribuição consomem grande quantidade de energia elétrica. (C) a geração de eletricidade nas usinas termelétricas utiliza grande volume de água para refrigeração. (D) o consumo de água e de energia elétrica utilizadas na indústria compete com o da agricultura. (E) é grande o uso de chuveiros elétricos, cuja operação implica abundante consumo de água. 71. (ENEM-2003) Na música "Bye, bye, Brasil", de Chico Buarque de Holanda e Roberto Menescal, os versos "puseram uma usina no mar talvez fique ruim pra pescar" poderiam estar se referindo à usina nuclear de Angra dos Reis, no litoral do Estado do Rio de Janeiro. No caso de tratar-se dessa usina, em funcionamento normal, dificuldades para a pesca nas proximidades poderiam ser causadas (A) pelo aquecimento das águas, utilizadas para refrigeração da usina, que alteraria a fauna marinha. (B) pela oxidação de equipamentos pesados e por detonações que espantariam os peixes. (C) pelos rejeitos radioativos lançados continuamente no mar, que provocariam a morte dos peixes. (D) pela contaminação por metais pesados dos processos de enriquecimento do urânio. (E) pelo vazamento de lixo atômico colocado em tonéis e lançado ao mar nas vizinhanças da usina. 72. (ENEM-2003) O setor de transporte, que concentra uma grande parcela da demanda de energia no país, continuamente busca alternativas de combustíveis. Investigando alternativas ao óleo diesel, alguns especialistas apontam para o uso do óleo de girassol, menos poluente e de fonte renovável, ainda em fase experimental. Foi constatado que um trator pode rodar, nas mesmas condições, mais tempo com um litro de óleo de girassol, que com um litro de óleo diesel. Essa constatação significaria, portanto, que usando óleo de girassol, (A) o consumo por km seria maior do que com óleo diesel. (B) as velocidades atingidas seriam maiores do que com óleo diesel. (C) o combustível do tanque acabaria em menos tempo do que com óleo diesel. (D) a potência desenvolvida, pelo motor, em uma hora, seria menor do que com óleo diesel. (E) a energia liberada por um litro desse combustível seria maior do que por um de óleo diesel. 121

122 73. (ENEM-2003) Nos últimos anos, o gás natural (GNV: gás natural veicular) vem sendo utilizado pela frota de veículos nacional, por ser viável economicamente e menos agressivo do ponto de vista ambiental. O quadro compara algumas características do gás natural e da gasolina em condições ambiente. Apesar das vantagens no uso de GNV, sua utilização implica algumas adaptações técnicas, pois, em condições ambiente, o volume de combustível necessário, em relação ao de gasolina, para produzir a mesma energia, seria (A) muito maior, o que requer um motor muito mais potente. (B) muito maior, o que requer que ele seja armazenado a alta pressão. (C) igual, mas sua potência será muito menor. (D) muito menor, o que o torna o veículo menos eficiente. (E) muito menor, o que facilita sua dispersão para a atmosfera. 74. (ENEM-2003) Em um debate sobre o futuro do setor de transporte de uma grande cidade brasileira com trânsito intenso, foi apresentado um conjunto de propostas. Entre as propostas reproduzidas abaixo, aquela que atende, ao mesmo tempo, a implicações sociais e ambientais presentes nesse setor é (A) proibir o uso de combustíveis produzidos a partir de recursos naturais. (B) promover a substituição de veículos a diesel por veículos a gasolina. (C) incentivar a substituição do transporte individual por transportes coletivos. (D) aumentar a importação de diesel para substituir os veículos a álcool. (E) diminuir o uso de combustíveis voláteis devido ao perigo que representam. 75. (ENEM-2003) Do ponto de vista ambiental, uma distinção importante que se faz entre os combustíveis é serem provenientes ou não de fontes renováveis. No caso dos derivados de petróleo e do álcool de cana, essa distinção se caracteriza (A) pela diferença nas escalas de tempo de formação das fontes, período geológico no caso do petróleo e anual no da cana. (B) pelo maior ou menor tempo para se reciclar o combustível utilizado, tempo muito maior no caso do álcool. (C) pelo maior ou menor tempo para se reciclar o combustível utilizado, tempo muito maior no caso dos derivados do petróleo. (D) pelo tempo de combustão de uma mesma quantidade de combustível, tempo muito maior para os derivados do petróleo do que do álcool. (E) pelo tempo de produção de combustível, pois o refino do petróleo leva dez vezes mais tempo do que a destilação do fermento de cana. 76. (ENEM-2004) O crescimento da demanda por energia elétrica no Brasil tem provocado discussões sobre o uso de diferentes processos para sua geração e sobre benefícios e problemas a eles associados. Estão apresentados no quadro alguns argumentos favoráveis (ou positivos, P1, P2 e P3) e outros desfavoráveis (ou negativos, N1, N2 e N3) relacionados a diferentes opções energéticas. Ao se discutir a opção pela instalação, em uma dada região, de uma usina termoelétrica, os argumentos que se aplicam são (A) P 1 e N 2. (B) P 1 e N 3. (C) P 2 e N 1. (D) P 2 e N 2. (E) P 3 e N

123 77. (ENEM-2004) Os sistemas de cogeração representam uma prática de utilização racional de combustíveis e de produção de energia. Isto já se pratica em algumas indústrias de açúcar e de álcool, nas quais se aproveita o bagaço da cana, um de seus subprodutos, para produção de energia. Esse processo está ilustrado no esquema abaixo. Entre os argumentos favoráveis a esse sistema de cogeração pode-se destacar que ele (A) otimiza o aproveitamento energético, ao usar queima do bagaço nos processos térmicos da usina e na geração de eletricidade. (B) aumenta a produção de álcool e de açúcar, ao usar o bagaço como insumo suplementar. (C) economiza na compra da cana-de-açúcar, já que o bagaço também pode ser transformado em álcool. (D) aumenta a produtividade, ao fazer uso do álcool para a geração de calor na própria usina. (E) reduz o uso de máquinas e equipamentos na produção de açúcar e álcool, por não manipular o bagaço da cana. 78. (ENEM-2004) Entre outubro e fevereiro, a cada ano, em alguns estados das regiões Sul, Sudeste e Centro-Oeste, os relógios permanecem adiantados em uma hora, passando a vigorar o chamado horário de verão. Essa medida, que se repete todos os anos, visa (A) promover a economia de energia, permitindo um melhor aproveitamento do período de iluminação natural do dia, que é maior nessa época do ano. (B) diminuir o consumo de energia em todas as horas do dia, propiciando uma melhor distribuição da demanda entre o período da manhã e da tarde. (C) adequar o sistema de abastecimento das barragens hidrelétricas ao regime de chuvas, abundantes nessa época do ano nas regiões que adotam esse horário. (D) incentivar o turismo, permitindo um melhor aproveitamento do período da tarde, horário em que os bares e restaurantes são mais freqüentados. (E) responder a uma exigência das indústrias, possibilitando que elas realizem um melhor escalonamento das férias de seus funcionários. 79. (ENEM-2004) Há estudos que apontam razões econômicas e ambientais para que o gás natural possa vir a tornar-se, ao longo deste século, a principal fonte de energia em lugar do petróleo. Justifica-se essa previsão, entre outros motivos, porque o gás natural (A) além de muito abundante na natureza é um combustível renovável. (B) tem novas jazidas sendo exploradas e é menos poluente que o petróleo. (C) vem sendo produzido com sucesso a partir do carvão mineral. (D) pode ser renovado em escala de tempo muito inferior à do petróleo. (E) não produz CO 2 em sua queima, impedindo o efeito estufa. 80. (ENEM-2004) As previsões de que, em poucas décadas, a produção mundial de petróleo possa vir a cair têm gerado preocupação, dado seu caráter estratégico. Por essa razão, em especial no setor de transportes, intensificou-se a busca por alternativas para a substituição do petróleo por combustíveis renováveis. Nesse sentido, além da utilização de álcool, vem se propondo, no Brasil, ainda que de forma experimental, (A) a mistura de percentuais de gasolina cada vez maiores no álcool. (B) a extração de óleos de madeira para sua conversão em gás natural. (C) o desenvolvimento de tecnologias para a produção de biodiesel. (D) a utilização de veículos com motores movidos a gás do carvão mineral. (E) a substituição da gasolina e do diesel pelo gás natural. 123

124 81. (ENEM-2004) Já são comercializados no Brasil veículos com motores que podem funcionar com o chamado combustível flexível, ou seja, com gasolina ou álcool em qualquer proporção. Uma orientação prática para o abastecimento mais econômico é que o motorista multiplique o preço do litro da gasolina por 0,7 e compare o resultado com o preço do litro de álcool. Se for maior, deve optar pelo álcool. A razão dessa orientação deve-se ao fato de que, em média, se com um certo volume de álcool o veículo roda dez quilômetros, com igual volume de gasolina rodaria cerca de (A) 7 km. (B) 10 km. (C) 14 km. (D) 17 km. (E) 20 km. 82. (ENEM-2004) O excesso de veículos e os congestionamentos em grandes cidades são temas de frequentes reportagens. Os meios de transportes utilizados e a forma como são ocupados têm reflexos nesses congestionamentos, além de problemas ambientais e econômicos. No gráfico a seguir, podemse observar valores médios do consumo de energia por passageiro e por quilômetro rodado, em diferentes meios de transporte, para veículos em duas condições de ocupação (número de passageiros): ocupação típica e ocupação máxima. Esses dados indicam que políticas de transporte urbano devem também levar em conta que a maior eficiência no uso de energia ocorre para os (A) ônibus, com ocupação típica. (B) automóveis, com poucos passageiros. (C) transportes coletivos, com ocupação máxima. (D) automóveis, com ocupação máxima. (E) trens, com poucos passageiros. 83. (ENEM-2004) O consumo diário de energia pelo ser humano vem crescendo e se diversificando ao longo da História, de acordo com as formas de organização da vida social. O esquema apresenta o consumo típico de energia de um habitante de diferentes lugares e em diferentes épocas. Segundo esse esquema, do estágio primitivo ao tecnológico, o consumo de energia per capita no mundo cresceu mais de 100 vezes, variando muito as taxas de crescimento, ou seja, a razão entre o aumento do consumo e o intervalo de tempo em que esse aumento ocorreu. O período em que essa taxa de crescimento foi mais acentuada está associado à passagem (A) do habitante das cavernas ao homem caçador. (B) do homem caçador à utilização do transporte por tração animal. (C) da introdução da agricultura ao crescimento das cidades. (D) da Idade Média à máquina a vapor. (E) da Segunda Revolução Industrial aos dias atuais. 124

125 84. (ENEM-2005) Observe a situação descrita na tirinha abaixo. Assim que o menino lança a flecha, há transformação de um tipo de energia em outra. A transformação, nesse caso, é de energia (A) potencial elástica em energia gravitacional. (B) gravitacional em energia potencial. (C) potencial elástica em energia cinética. (D) cinética em energia potencial elástica. (E) gravitacional em energia cinética. 85. (ENEM-2005) O gás natural veicular (GNV) pode substituir a gasolina ou álcool nos veículos automotores. Nas grandes cidades, essa possibilidade tem sido explorada, principalmente, pelos táxis, que recuperam em um tempo relativamente curto o investimento feito com a conversão por meio da economia proporcionada pelo uso do gás natural. Atualmente, a conversão para gás natural do motor de um automóvel que utiliza a gasolina custa R$ 3.000,00. Um litro de gasolina permite percorrer cerca de 10 km e custa R$ 2,20, enquanto um metro cúbico de GNV permite percorrer cerca de 12 km e custa R$ 1,10. Desse modo, um taxista que percorra km por mês recupera o investimento da conversão em aproximadamente (A) 2 meses. (B) 4 meses. (C) 6 meses. (D) 8 meses. (E) 10 meses. 86. (ENEM-2005) Nos últimos meses o preço do petróleo tem alcançado recordes históricos. Por isso a procura de fontes energéticas alternativas se faz necessária. Para os especialistas, uma das mais interessantes é o gás natural, pois ele apresentaria uma série de vantagens em relação a outras opções energéticas. A tabela compara a distribuição das reservas de petróleo e de gás natural no mundo, e a figura, a emissão de monóxido de carbono entre vários tipos de fontes energéticas. 125

126 A partir da análise da tabela e da figura, são feitas as seguintes afirmativas: I Enquanto as reservas mundiais de petróleo estão concentradas geograficamente, as reservas mundiais de gás natural são mais distribuídas ao redor do mundo garantindo um mercado competitivo, menos dependente de crises internacionais e políticas. II A emissão de dióxido de carbono (CO 2 ) para o gás natural é a mais baixa entre os diversos combustíveis analisados, o que é importante, uma vez que esse gás é um dos principais responsáveis pelo agravamento do efeito estufa. Com relação a essas afirmativas pode-se dizer que (A) a primeira está incorreta, pois novas reservas de petróleo serão descobertas futuramente. (B) a segunda está incorreta, pois o dióxido de carbono (CO 2 ) apresenta pouca importância no agravamento do efeito estufa. (C) ambas são análises corretas, mostrando que o gás natural é uma importante alternativa energética. (D) ambas não procedem para o Brasil, que já é praticamente autossuficiente em petróleo e não contribui para o agravamento do efeito estufa. (E) nenhuma delas mostra vantagem do uso de gás natural sobre o petróleo. 87. (ENEM-2006) Na avaliação da eficiência de usinas quanto a produção e aos impactos ambientais, utilizam-se vários critérios, tais como: razão entre produção efetiva anual de energia elétrica e potencia instalada ou razão entre potência instalada e área inundada pelo reservatório. No quadro seguinte, esses parâmetros são aplicados às duas maiores hidrelétricas do mundo: Itaipu, no Brasil, e Três Gargantas, na China. Com base nessas informações, avalie as afirmativas que se seguem. I A energia elétrica gerada anualmente e a capacidade nominal máxima de geração da hidrelétrica de Itaipu são maiores que as da hidrelétrica de Três Gargantas. II Itaipu e mais eficiente que Três Gargantas no uso da potencia instalada na produção de energia elétrica. III A razão entre potencia instalada e área inundada pelo reservatório e mais favorável na hidrelétrica Três Gargantas do que em Itaipu. É CORRETO apenas o que se afirma em A) I. B) II. C) III. D) I e III. E) II e III. 126

127 Texto para as questões 88 e 89 O carneiro hidráulico ou aríete, dispositivo usado para bombear água, não requer combustível ou energia elétrica para funcionar, visto que usa a energia da vazão de água de uma fonte. A figura a seguir ilustra uma instalação típica de carneiro em um sitio, e a tabela apresenta dados de seu funcionamento. A eficiência energética ε de um carneiro pode ser obtida pela expressão: definidas na tabela e na figura. cujas variáveis estão 88. (ENEM-2006) No sítio ilustrado, a altura da caixa d água é o quádruplo da altura da fonte. Comparado a motobombas a gasolina, cuja eficiência energética é cerca de 36%, o carneiro hidráulico do sítio apresenta A) menor eficiência, sendo, portanto, inviável economicamente. B) menor eficiência, sendo desqualificado do ponto de vista ambiental pela quantidade de energia que desperdiça. C) mesma eficiência, mas constitui alternativa ecologicamente mais apropriada. D) maior eficiência, o que, por si só, justificaria o seu uso em todas as regiões brasileiras. E) maior eficiência, sendo economicamente viável e ecologicamente correto. 89. (ENEM-2006) Se, na situação apresentada, H = 5 h, então, é mais provável que, após 1 hora de funcionamento ininterrupto, o carneiro hidráulico bombeie para a caixa d água A) de 70 a 100 litros de água. B) de 75 a 210 litros de água. C) de 80 a 220 litros de água. D) de 100 a 175 litros de água. E) de 110 a 240 litros de água. 90. (ENEM-2006) Não é nova a ideia de se extrair energia dos oceanos aproveitando-se a diferença das mares alta e baixa. Em 1967, os franceses instalaram a primeira usina maré-motriz, construindo uma barragem equipada de 24 turbinas, aproveitando-se a potência máxima instalada de 240 MW, suficiente para a demanda de uma cidade com 200 mil habitantes. Aproximadamente 10% da potência total instalada são demandados pelo consumo residencial. Nessa cidade francesa, aos domingos, quando parcela dos setores industrial e comercial para, a demanda diminui 40%. Assim, a produção de energia correspondente a demanda aos domingos será atingida mantendo-se I todas as turbinas em funcionamento, com 60% da capacidade máxima de produção de cada uma delas. II a metade das turbinas funcionando em capacidade máxima e o restante, com 20% da capacidade máxima. III quatorze turbinas funcionando em capacidade máxima, uma com 40% da capacidade máxima e as demais desligadas. Está CORRETA a situação descrita A) apenas em I. B) apenas em II. C) apenas em I e III. D) apenas em II e III. E) em I, II e III. 127

128 Texto para as questões 91 e 92 Para se discutirem políticas energéticas, é importante que se analise a evolução da Oferta Interna de Energia (OIE) do país. Essa oferta expressa as contribuições relativas das fontes de energia utilizadas em todos os setores de atividade. O gráfico a seguir apresenta a evolução da OIE no Brasil, de 1970 a (ENEM-2006) Com base nos dados do gráfico, verifica-se que, comparado ao do ano de 1970, o percentual de oferta de energia oriunda de recursos renováveis em relação à oferta total de energia, em 2002, apresenta contribuição A) menor, pois houve expressiva diminuição do uso de carvão mineral, lenha e carvão vegetal. B) menor, pois o aumento do uso de derivados da cana-de-açúcar e de hidreletricidade não compensou a diminuição do uso de lenha e carvão vegetal. C) maior, pois houve aumento da oferta de hidreletricidade, dado que esta utiliza o recurso de maior disponibilidade no país. D) maior, visto que houve expressivo aumento da utilização de todos os recursos renováveis do país. E) maior, pois houve pequeno aumento da utilização de gás natural e dos produtos derivados da cana-de-açúcar. 92. (ENEM-2006) Considerando-se que seja mantida a tendência de utilização de recursos energéticos observada ao longo do período , a opção que melhor complementa o gráfico como projeção para o período é A) B) C) D) E) 128

129 93. (ENEM-2006) A figura abaixo ilustra uma gangorra de brinquedo feita com uma vela. A vela é acesa nas duas extremidades e, inicialmente, deixa-se uma das extremidades mais baixa que a outra. A combustão da parafina da extremidade mais baixa provoca a fusão. A parafina da extremidade mais baixa da vela pinga mais rapidamente que na outra extremidade. O pingar da parafina fundida resulta na diminuição da massa da vela na extremidade mais baixa, o que ocasiona a inversão das posições. Assim, enquanto a vela queima, oscilam as duas extremidades. Nesse brinquedo, observa-se a seguinte sequência de transformações de energia: A) energia resultante de processo químico energia potencial gravitacional energia cinética B) energia potencial gravitacional energia elástica energia cinética C) energia cinética energia resultante de processo químico energia potencial gravitacional D) energia mecânica energia luminosa energia potencial gravitacional E) energia resultante do processo químico energia luminosa energia cinética Texto para as questões 94 e 95 Álcool, crescimento e pobreza O lavrador de Ribeirão Preto recebe em média R$ 2,50 por tonelada de cana cortada. Nos anos 80, esse trabalhador cortava cinco toneladas de cana por dia. A mecanização da colheita o obrigou a ser mais produtivo. O corta-cana derruba agora oito toneladas por dia. O trabalhador deve cortar a cana rente ao chão, encurvado. Usa roupas mal-ajambradas, quentes, que lhe cobrem o corpo, para que não seja lanhado pelas folhas da planta. O excesso de trabalho causa a birola: tontura, desmaio, cãibra, convulsão. A fim de aguentar dores e cansaço, esse trabalhador toma drogas e soluções de glicose, quando não farinha mesmo. Tem aumentado o número de mortes por exaustão nos canaviais. O setor da cana produz hoje uns 3,5% do PIB. Exporta US$ 8 bilhões. Gera toda a energia elétrica que consome e ainda vende excedentes. A indústria de São Paulo contrata cientistas e engenheiros para desenvolver máquinas e equipamentos mais eficientes para as usinas de álcool. As pesquisas, privada e pública, na área agrícola (cana, laranja, eucalipto etc.) desenvolvem a bioquímica e a genética no país. Folha de S. Paulo, 11/3/2007 (com adaptações). 129

130 94. (ENEM-2007) Confrontando-se as informações do texto com as da charge acima, conclui-se que A) a charge contradiz o texto ao mostrar que o Brasil possui tecnologia avançada no setor agrícola. B) a charge e o texto abordam, a respeito da cana-deaçúcar brasileira, duas realidades distintas e sem relação entre si. C) o texto e a charge consideram a agricultura brasileira avançada, do ponto de vista tecnológico. D) a charge mostra o cotidiano do trabalhador, e o texto defende o fim da mecanização da produção da cana-de-açúcar no setor sucroalcooleiro. E) o texto mostra disparidades na agricultura brasileira, na qual convivem alta tecnologia e condições precárias de trabalho, que a charge ironiza. 95. (ENEM-2007) Considere-se que cada tonelada de cana-de-açúcar permita a produção de 100 litros de álcool combustível, vendido nos postos de abastecimento a R$ 1,20 o litro. Para que um corta-cana pudesse, com o que ganha nessa atividade, comprar o álcool produzido a partir das oito toneladas de cana resultantes de um dia de trabalho, ele teria de trabalhar durante A) 3 dias. B) 18 dias. C) 30 dias. D) 48 dias. E) 60 dias. 96. (ENEM-2007) Há diversas maneiras de o ser humano obter energia para seu próprio metabolismo utilizando energia armazenada na cana-de-açúcar. O esquema abaixo apresenta quatro alternativas dessa utilização. A partir dessas informações, conclui-se que A) a alternativa 1 é a que envolve maior diversidade de atividades econômicas. B) a alternativa 2 é a que provoca maior emissão de gás carbônico para a atmosfera. C) as alternativas 3 e 4 são as que requerem menor conhecimento tecnológico. D) todas as alternativas requerem trabalho humano para a obtenção de energia. E) todas as alternativas ilustram o consumo direto, pelo ser humano, da energia armazenada na cana. 130

131 97. (ENEM-2007) Com o projeto de mochila ilustrado ao lado, pretende-se aproveitar, na geração de energia elétrica para acionar dispositivos eletrônicos portáteis, parte da energia desperdiçada no ato de caminhar. As transformações de energia envolvidas na produção de eletricidade enquanto uma pessoa caminha com essa mochila podem ser assim esquematizadas: As energias I e II, representadas no esquema acima, podem ser identificadas, respectivamente, como A) cinética e elétrica. B) térmica e cinética. C) térmica e elétrica. D) sonora e térmica. E) radiante e elétrica. Texto para as questões 98 e 99 As pressões ambientais pela redução na emissão de gás estufa, somadas ao anseio pela diminuição da dependência do petróleo, fizeram os olhos do mundo se voltarem para os combustíveis renováveis, principalmente para o etanol. Líderes na produção e no consumo de etanol, Brasil e Estados Unidos da América (EUA) produziram, juntos, cerca de 35 bilhões de litros do produto em Os EUA utilizam o milho como matéria-prima para a produção desse álcool, ao passo que o Brasil utiliza a cana-de-açúcar. O quadro abaixo apresenta alguns índices relativos ao processo de obtenção de álcool nesses dois países. 131

132 98. (ENEM-2007) Se comparado com o uso do milho como matéria-prima na obtenção do etanol, o uso da cana-de-açúcar é A) mais eficiente, pois a produtividade do canavial é maior que a do milharal, superando-a em mais do dobro de litros de álcool produzido por hectare. B) mais eficiente, pois gasta-se menos energia fóssil para se produzir 1 litro de álcool a partir do milho do que para produzi-lo a partir da cana. C) igualmente eficiente, pois, nas duas situações, as diferenças entre o preço de venda do litro do álcool e o custo de sua produção se equiparam. D) menos eficiente, pois o balanço energético para se produzir o etanol a partir da cana é menor que o balanço energético para produzi-lo a partir do milho. E) menos eficiente, pois o custo de produção do litro de álcool a partir da cana é menor que o custo de produção a partir do milho. 99. (ENEM-2007) Considerando-se as informações do texto, é correto afirmar que A) o cultivo de milho ou de cana-de-açúcar favorece o aumento da biodiversidade. B) o impacto ambiental da produção estadunidense de etanol é o mesmo da produção brasileira. C) a substituição da gasolina pelo etanol em veículos automotores pode atenuar a tendência atual de aumento do efeito estufa. D) a economia obtida com o uso de etanol como combustível, especialmente nos EUA, vem sendo utilizada para a conservação do meio ambiente. E) a utilização de milho e de cana-de-açúcar para a produção de combustíveis renováveis favorece a preservação das características originais do solo (ENEM-2007) Qual das seguintes fontes de produção de energia é a mais recomendável para a diminuição dos gases causadores do aquecimento global? A) Óleo diesel. B) Gasolina. C) Carvão mineral. D) Gás natural. E) Vento 101. (ENEM-2007) As figuras ao lado apresentam dados referentes aos consumos de energia elétrica e de água relativos a cinco máquinas industriais de lavar roupa comercializadas no Brasil. A máquina ideal, quanto a rendimento econômico e ambiental, é aquela que gasta, simultaneamente, menos energia e água. Com base nessas informações, conclui-se que, no conjunto pesquisado, A) quanto mais uma máquina de lavar roupa economiza água, mais ela consome energia elétrica. B) a quantidade de energia elétrica consumida por uma máquina de lavar roupa é inversamente proporcional à quantidade de água consumida por ela. C) a máquina I é ideal, de acordo com a definição apresentada. D) a máquina que menos consome energia elétrica não é a que consome menos água. E) a máquina que mais consome energia elétrica não é a que consome mais água. 132

133 102. (ENEM-2007) Um dos insumos energéticos que volta a ser considerado como opção para o fornecimento de petróleo é o aproveitamento das reservas de folhelhos pirobetuminosos, mais conhecidos como xistos pirobetuminosos. As ações iniciais para a exploração de xistos pirobetuminosos são anteriores à exploração de petróleo, porém as dificuldades inerentes aos diversos processos, notadamente os altos custos de mineração e de recuperação de solos minerados, contribuíram para impedir que essa atividade se expandisse. O Brasil detém a segunda maior reserva mundial de xisto. O xisto é mais leve que os óleos derivados de petróleo, seu uso não implica investimento na troca de equipamentos e ainda reduz a emissão de particulados pesados, que causam fumaça e fuligem. Por ser fluido em temperatura ambiente, é mais facilmente manuseado e armazenado. Internet: <www2.petrobras.com.br> (com adaptações). A substituição de alguns óleos derivados de petróleo pelo óleo derivado do xisto pode ser conveniente por motivos A) ambientais: a exploração do xisto ocasiona pouca interferência no solo e no subsolo. B) técnicos: a fluidez do xisto facilita o processo de produção de óleo, embora seu uso demande troca de equipamentos. C) econômicos: é baixo o custo da mineração e da produção de xisto. D) políticos: a importação de xisto, para atender o mercado interno, ampliará alianças com outros países. E) estratégicos: a entrada do xisto no mercado é oportuna diante da possibilidade de aumento dos preços do petróleo (ENEM-2008) A Lei Federal n.º /2005 dispõe sobre a introdução do biodiesel na matriz energética brasileira e fixa em 5%, em volume, o percentual mínimo obrigatório a ser adicionado ao óleo diesel vendido ao consumidor. De acordo com essa lei, biocombustível é derivado de biomassa renovável para uso em motores a combustão interna com ignição por compressão ou, conforme regulamento, para geração de outro tipo de energia, que possa substituir parcial ou totalmente combustíveis de origem fóssil. A introdução de biocombustíveis na matriz energética brasileira A) colabora na redução dos efeitos da degradação ambiental global produzida pelo uso de combustíveis fósseis, como os derivados do petróleo. B) provoca uma redução de 5% na quantidade de carbono emitido pelos veículos automotores e colabora no controle do desmatamento. C) incentiva o setor econômico brasileiro a se adaptar ao uso de uma fonte de energia derivada de uma biomassa inesgotável. D) aponta para pequena possibilidade de expansão do uso de biocombustíveis, fixado, por lei, em 5% do consumo de derivados do petróleo. E) diversifica o uso de fontes alternativas de energia que reduzem os impactos da produção do etanol por meio da monocultura da cana-de-açúcar. 133

134 104. (ENEM-2008) A biodigestão anaeróbica, que se processa na ausência de ar, permite a obtenção de energia e materiais que podem ser utilizados não só como fertilizante e combustível de veículos, mas também para acionar motores elétricos e aquecer recintos. O material produzido pelo processo esquematizado acima e utilizado para geração de energia é o A) biodiesel, obtido a partir da decomposição de matéria orgânica e(ou) por fermentação na presença de oxigênio. B) metano (CH 4 ), biocombustível utilizado em diferentes máquinas. C) etanol, que, além de ser empregado na geração de energia elétrica, é utilizado como fertilizante. D) hidrogênio, combustível economicamente mais viável, produzido sem necessidade de oxigênio. E) metanol, que, além das aplicações mostradas no esquema, é matéria-prima na indústria de bebidas. Texto para as questões 105 e 106 O gráfico a seguir ilustra a evolução do consumo de eletricidade no Brasil, em GWh, em quatro setores de consumo, no período de 1975 a (ENEM-2008) A racionalização do uso da eletricidade faz parte dos programas oficiais do governo brasileiro desde No entanto, houve um período crítico, conhecido como apagão, que exigiu mudanças de hábitos da população brasileira e resultou na maior, mais rápida e significativa economia de energia. De acordo com o gráfico, conclui-se que o apagão ocorreu no biênio A) B) C) D) E) (ENEM-2008) Observa-se que, de 1975 a 2005, houve aumento quase linear do consumo de energia elétrica. Se essa mesma tendência se mantiver até 2035, o setor energético brasileiro deverá prepararse para suprir uma demanda total aproximada de A) 405 GWh. B) 445 GWh. C) 680 GWh. D) 750 GWh. E) 775 GWh. 134

135 107. (ENEM-2008) Uma fonte de energia que não agride o ambiente, é totalmente segura e usa um tipo de matéria-prima infinita é a energia eólica, que gera eletricidade a partir da força dos ventos. O Brasil é um país privilegiado por ter o tipo de ventilação necessária para produzi-la. Todavia, ela é a menos usada na matriz energética brasileira. O Ministério de Minas e Energia estima que as turbinas eólicas produzam apenas 0,25% da energia consumida no país. Isso ocorre porque ela compete com uma usina mais barata e eficiente: a hidrelétrica, que responde por 80% da energia do Brasil. O investimento para se construir uma hidrelétrica é de aproximadamente US$ 100 por quilowatt. Os parques eólicos exigem investimento de cerca de US$ 2 mil por quilowatt e a construção de uma usina nuclear, de aproximadamente US$ 6 mil por quilowatt. Instalados os parques, a energia dos ventos é bastante competitiva, custando R$ 200,00 por megawatt-hora frente a R$ 150,00 por megawatt-hora das hidrelétricas e a R$ 600,00 por megawatt-hora das termelétricas. Época. 21/4/2008 (com adaptações). De acordo com o texto, entre as razões que contribuem para a menor participação da energia eólica na matriz energética brasileira, inclui-se o fato de A) haver, no país, baixa disponibilidade de ventos que podem gerar energia elétrica. B) o investimento por quilowatt exigido para a construção de parques eólicos ser de aproximadamente 20 vezes o necessário para a construção de hidrelétricas. C) o investimento por quilowatt exigido para a construção de parques eólicos ser igual a 1/3 do necessário para a construção de usinas nucleares. D) o custo médio por megawatt-hora de energia obtida após instalação de parques eólicos ser igual a 1,2 multiplicado pelo custo médio do megawatt-hora obtido das hidrelétricas. E) o custo médio por megawatt-hora de energia obtida após instalação de parques eólicos ser igual a 1/3 do custo médio do megawatt-hora obtido das termelétricas. TEMPERATURA E DILATAÇÃO 108. (ENEM-1999) 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. 135

136 109. (ENEM-2002) Quando definem moléculas, os livros geralmente apresentam conceitos como: a menor parte da substância capaz de guardar suas propriedades. A partir de definições desse tipo, a idéia transmitida ao estudante é a de que o constituinte isolado (moléculas) contém os atributos do todo. É como dizer que uma molécula de água possui densidade, pressão de vapor, tensão superficial, ponto de fusão, ponto de ebulição, etc. Tais propriedades pertencem ao conjunto, isto é, manifestam-se nas relações que as moléculas mantêm entre si. Adaptado de OLIVEIRA, R. J. O Mito da Substância. Química Nova na Escola, n. º 1, O texto evidencia a chamada visão substancialista que ainda se encontra presente no ensino da Química. Abaixo estão relacionadas algumas afirmativas pertinentes ao assunto. I. O ouro é dourado, pois seus átomos são dourados. II. Uma substância macia não pode ser feita de moléculas rígidas. III. Uma substância pura possui pontos de ebulição e fusão constantes, em virtude das interações entre suas moléculas. IV. A expansão dos objetos com a temperatura ocorre porque os átomos se expandem. Dessas afirmativas, estão apoiadas na visão substancialista criticada pelo autor apenas (A) I e II. (B) III e IV. (C) I, II e III. (D) I, II e IV. (E) II, III e IV. TERMODINÂMICA 110. (ENEM-1998) O sol participa do ciclo da água, pois além de aquecer a superfície da Terra dando origem aos ventos, provoca a evaporação da água dos rios, lagos e mares. O vapor da água, ao se resfriar, condensa em minúsculas gotinhas, que se agrupam formando as nuvens, neblinas ou névoas úmidas. As nuvens podem ser levadas pelos ventos de uma região para outra. Com a condensação e, em seguida, a chuva, a água volta à superfície da Terra, caindo sobre o solo, rios, lagos e mares. Parte dessa água evapora retornando à atmosfera, outra parte escoa superficialmente ou infiltra-se no solo, indo alimentar rios e lagos. Esse processo é chamado de ciclo da água. Considere, então, as seguintes afirmativas: I. a evaporação é maior nos continentes, uma vez que o aquecimento ali é maior do que nos oceanos. II. a vegetação participa do ciclo hidrológico por meio da transpiração. III. o ciclo hidrológico condiciona processos que ocorrem na litosfera, na atmosfera e na biosfera. IV. a energia gravitacional movimenta a água dentro do seu ciclo. V. o ciclo hidrológico é passível de sofrer interferência humana, podendo apresentar desequilíbrios. (A) somente a afirmativa III está correta. (B) somente as afirmativas III e IV estão corretas (C) somente as afirmativas I, II e V estão corretas. (D) somente as afirmativas II, III, IV e V estão corretas. (E) todas as afirmativas estão corretas. 136

137 111. (ENEM-1998) 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 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: 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. AS QUESTÕES 112 E 113 REFEREM-SE AO SEGUINTE ENUNCIADO: 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. 137

138 112. (ENEM-1999) 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 (ENEM-1999) 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 (ENEM-1999) A construção de grandes projetos hidroelétricos também deve ser analisada do ponto de vista do regime das águas e de seu ciclo na região. Em relação ao ciclo da água, pode-se argumentar que a construção de grandes represas (A) não causa impactos na região, uma vez que a quantidade total de água da Terra permanece constante. (B) não causa impactos na região, uma vez que a água que alimenta a represa prossegue depois rio abaixo com a mesma vazão e velocidade. (C) aumenta a velocidade dos rios, acelerando o ciclo da água na região. (D) aumenta a evaporação na região da represa, acompanhada também por um aumento local da umidade relativa do ar. (E) diminui a quantidade de água disponível para a realização do ciclo da água (ENEM-2000) 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 (ENEM-2000) 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. Fonte: Adaptado de PALZ, Wolfgang. Energia solar e fontes alternativas. Hemus,

139 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. AS QUESTÕES 117 E 118 DEVEM SER RESPONDIDAS SEGUNDO O ENUNCIADO: 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 (ENEM-2000) Com relação ao impacto ambiental causado pela poluição térmica no processo de refrigeração da usina nuclear, são feitas as seguintes afirmações: I. o aumento na temperatura reduz, na água do rio, a quantidade de oxigênio nela dissolvido, que é essencial para a vida aquática e para a decomposição da matéria orgânica. II. o aumento da temperatura da água modifica o metabolismo dos peixes. III. o aumento na temperatura da água diminui o crescimento de bactérias e de algas, favorecendo o desenvolvimento da vegetação. Das afirmativas acima, somente está(ão) correta(s): (A) I. (B) II. (C) III. (D) I e II. (E) II e III (ENEM-2000) 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. 139

140 119. (ENEM-2000) No ciclo da água, usado para produzir eletricidade, a água de lagos e oceanos, irradiada pelo Sol, evapora-se dando origem a nuvens e se precipita como chuva. É então represada, corre de alto a baixo e move turbinas de uma usina, acionando geradores. A eletricidade produzida é transmitida através de cabos e fios e é utilizada em motores e outros aparelhos elétricos. Assim, para que o ciclo seja aproveitado na geração de energia elétrica, constrói-se uma barragem para represar a água. Entre os possíveis impactos ambientais causados por essa construção, devem ser destacados: (A) aumento do nível dos oceanos e chuva ácida. (B) chuva ácida e efeito estufa. (C) alagamentos e intensificação do efeito estufa. (D) alagamentos e desequilíbrio da fauna e da flora. (E) alteração do curso natural dos rios e poluição atmosférica (ENEM-2000) 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. AS QUESTÕES 121 E 122 DEVEM SER RESPONDIDAS SEGUNDO O ENUNCIADO: A refrigeração e o congelamento de alimentos são responsáveis por uma parte significativa do consumo de energia elétrica numa residência típica (ENEM-2001) 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. III. 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 (ENEM-2001) 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%. 140

141 123. (ENEM-2002) 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 (A) grande distância ao Sol. (B) massa pequena. (C) aceleração da gravidade pequena. (D) atmosfera rica em CO2. (E) temperatura média muito baixa (ENEM-2002) Os seres humanos podem tolerar apenas certos intervalos de temperatura e umidade relativa (UR), e, nessas condições, outras variáveis, como os efeitos do sol e do vento, são necessárias para produzir condições confortáveis, nas quais as pessoas podem viver e trabalhar. O gráfico mostra esses intervalos: A tabela mostra temperaturas e umidades relativas do ar de duas cidades, registradas em três meses do ano. Com base nessas informações, pode-se afirmar que condições ideais são observadas em (A) Curitiba com vento em março, e Campo Grande, em outubro. (B) Campo Grande com vento em março, e Curitiba com sol em maio. (C) Curitiba, em outubro, e Campo Grande com sol em março. (D) Campo Grande com vento em março, Curitiba com sol em outubro. (E) Curitiba, em maio, e Campo Grande, em outubro. 141

142 125. (ENEM-2002) Os níveis de irradiância ultravioleta efetiva (IUV) indicam o risco de exposição ao Sol para pessoas de pele do tipo II pele de pigmentação clara. O tempo de exposição segura (TES) corresponde ao tempo de exposição aos raios solares sem que ocorram queimaduras de pele. A tabela mostra a correlação entre riscos de exposição, IUV e TES. Uma das maneiras de se proteger contra queimaduras provocadas pela radiação ultravioleta é o uso dos cremes protetores solares, cujo Fator de Proteção Solar (FPS) é calculado da seguinte maneira: TPP = tempo de exposição mínima para produção de vermelhidão na pele protegida (em minutos). TPD = tempo de exposição mínima para produção de vermelhidão na pele desprotegida (em minutos). O FPS mínimo que uma pessoa de pele tipo II necessita para evitar queimaduras ao se expor ao Sol, considerando TPP o intervalo das 12:00 às 14:00 h, num dia em que a irradiância efetiva é maior que 8, de acordo com os dados fornecidos, é A) 5. B) 6. C) 8. D) 10. E) (ENEM-2002) 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. 142

143 127. (ENEM-2002) Numa área de praia, a brisa marítima é uma consequência 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 (ENEM-2003) Visando adotar um sistema de reutilização de água, uma indústria testou cinco sistemas com diferentes fluxos de entrada de água suja e fluxos de saída de água purificada. Supondo que o custo por litro de água purificada seja o mesmo, obtém-se maior eficiência na purificação por meio do sistema (A) I (B) II (C) III (D) IV (E) V 143

144 129. (ENEM-2003) A eficiência do fogão de cozinha pode ser analisada em relação ao tipo de energia que ele utiliza. O gráfico abaixo mostra a eficiência de diferentes tipos de fogão. Pode-se verificar que a eficiência dos fogões aumenta (A) à medida que diminui o custo dos combustíveis. (B) à medida que passam a empregar combustíveis renováveis. (C) cerca de duas vezes, quando se substitui fogão a lenha por fogão a gás. (D) cerca de duas vezes, quando se substitui fogão a gás por fogão elétrico. (E) quando são utilizados combustíveis sólidos (ENEM-2003) No Brasil, o sistema de transporte depende do uso de combustíveis fósseis e de biomassa, cuja energia é convertida em movimento de veículos. Para esses combustíveis, a transformação de energia química em energia mecânica acontece (A) na combustão, que gera gases quentes para mover os pistões no motor. (B) nos eixos, que transferem torque às rodas e impulsionam o veículo. (C) na ignição, quando a energia elétrica é convertida em trabalho. (D) na exaustão, quando gases quentes são expelidos para trás. (E) na carburação, com a difusão do combustível no ar (ENEM-2004) Essa questão já foi formulada por sábios da Grécia antiga. Hoje responderíamos que (A) a evaporação da água dos oceanos e o deslocamento do vapor e das nuvens compensam as águas dos rios que deságuam no mar. (B) a formação de geleiras com água dos oceanos, nos pólos, contrabalança as águas dos rios que deságuam no mar. (C) as águas dos rios provocam as marés, que as transferem para outras regiões mais rasas, durante a vazante. (D) o volume de água dos rios é insignificante para os oceanos e a água doce diminui de volume ao receber sal marinho. (E) as águas dos rios afundam no mar devido a sua maior densidade, onde são comprimidas pela enorme pressão resultante da coluna de água (ENEM-2005) A Terra é cercada pelo vácuo espacial e, assim, ela só perde energia ao irradiá-la para o espaço. O aquecimento global que se verifica hoje decorre de pequeno desequilíbrio energético, de cerca de 0,3%, entre a energia que a Terra recebe do Sol e a energia irradiada a cada segundo, algo em torno de 1 W/m 2. Isso significa que a Terra acumula, anualmente, cerca de 1, J. Considere que a energia necessária para transformar 1 kg de gelo a 0 C em água liquida seja igual a 3, J. Se toda a energia acumulada anualmente fosse usada para derreter o gelo nos polos (a 0 C), a quantidade de gelo derretida anualmente, em trilhões de toneladas, estaria entre A) 20 e 40. B) 40 e 60. C) 60 e 80. D) 80 e 100. E) 100 e

145 133. (ENEM-2007) O uso mais popular de energia solar está associado ao fornecimento de água quente para fins domésticos. Na figura abaixo, é ilustrado um aquecedor de água constituído de dois tanques pretos dentro de uma caixa termicamente isolada e com cobertura de vidro, os quais absorvem energia solar. A. Hinrichs e M. Kleinbach. Energia e meio ambiente. São Paulo: Thompson, 3.ª ed., 2004, p. 529 (com adaptações). Nesse sistema de aquecimento, A) os tanques, por serem de cor preta, são maus absorvedores de calor e reduzem as perdas de energia. B) a cobertura de vidro deixa passar a energia luminosa e reduz a perda de energia térmica utilizada para o aquecimento. C) a água circula devido à variação de energia luminosa existente entre os pontos X e Y. D) a camada refletiva tem como função armazenar energia luminosa. E) o vidro, por ser bom condutor de calor, permite que se mantenha constante a temperatura no interior da caixa. Diagrama para as questões 134 e 135 O diagrama abaixo representa, de forma esquemática e simplificada, a distribuição da energia proveniente do Sol sobre a atmosfera e a superfície terrestre. Na área delimitada pela linha tracejada, são destacados alguns processos envolvidos no fluxo de energia na atmosfera (ENEM-2008) Com base no diagrama acima, conclui-se que A) a maior parte da radiação incidente sobre o planeta fica retida na atmosfera. B) a quantidade de energia refletida pelo ar, pelas nuvens e pelo solo é superior à absorvida pela superfície. C) a atmosfera absorve 70% da radiação solar incidente sobre a Terra. D) mais da metade da radiação solar que é absorvida diretamente pelo solo é devolvida para a atmosfera. E) a quantidade de radiação emitida para o espaço pela atmosfera é menor que a irradiada para o espaço pela superfície. 145

146 135. (ENEM-2008) A chuva é o fenômeno natural responsável pela manutenção dos níveis adequados de água dos reservatórios das usinas hidrelétricas. Esse fenômeno, assim como todo o ciclo hidrológico, depende muito da energia solar. Dos processos numerados no diagrama, aquele que se relaciona mais diretamente com o nível dos reservatórios de usinas hidrelétricas é o de número A) I. B) II. C) III. D) IV. E) V. REFLEXÃO DA LUZ 136. (ENEM-1998) A sombra de uma pessoa que tem 1,80 m de altura mede 60 cm. No mesmo momento, a seu lado, a sombra projetada de um poste mede 2,00 m. Se, mais tarde, a sombra do poste diminuiu 50 cm, a sombra da pessoa passou a medir: (A) 30 cm (B) 45 cm (C) 50 cm (D) 80 cm (E) 90 cm As questões 137 e 138 referem-se ao seguinte enunciado: No primeiro dia do inverno no Hemisfério Sul, uma atividade de observação de sombras é realizada por alunos de Macapá, Porto Alegre e Recife. Para isso, utiliza-se uma vareta de 30 cm fincada no chão na posição vertical. Para marcar o tamanho e a posição da sombra, o chão é forrado com uma folha de cartolina, como mostra a figura: 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. 146

147 137. (ENEM-1999) 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 (ENEM-1999) 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 (ENEM-2006) As linhas nas duas figuras geram um efeito que se associa ao seguinte ditado popular: A) Os últimos serão os primeiros. B) Os opostos se atraem. C) Quem espera sempre alcança. D) As aparências enganam. E) Quanto maior a altura, maior o tombo (ENEM-2007) Representar objetos tridimensionais em uma folha de papel nem sempre é tarefa fácil. O artista holandês Escher ( ) explorou essa dificuldade criando várias figuras planas impossíveis de serem construídas como objetos tridimensionais, a exemplo da litografia Belvedere, reproduzida ao lado. Considere que um marceneiro tenha encontrado algumas figuras supostamente desenhadas por Escher e deseje construir uma delas com ripas rígidas de madeira que tenham o mesmo tamanho. Qual dos desenhos a seguir ele poderia reproduzir em um modelo tridimensional real? A) B) C) D) E) 147

148 FÍSICA MODERNA 141. (ENEM-2001) Considere os seguintes acontecimentos ocorridos no Brasil: - Goiás, Um equipamento contendo césio radioativo, utilizado em medicina nuclear, foi encontrado em um depósito de sucatas e aberto por pessoa que desconhecia o seu conteúdo. Resultado: mortes e consequências ambientais sentidas até hoje. - Distrito Federal, Cilindros contendo cloro, gás bactericida utilizado em tratamento de água, encontrados em um depósito de sucatas, foram abertos por pessoa que desconhecia o seu conteúdo. Resultado: mortes, intoxicações e consequências ambientais sentidas por várias horas. Para evitar que novos acontecimentos dessa natureza venham a ocorrer, foram feitas as seguintes propostas para a atuação do Estado: I. Proibir o uso de materiais radioativos e gases tóxicos. II. Controlar rigorosamente a compra, uso e destino de materiais radioativos e de recipientes contendo gases tóxicos. III. Instruir usuários sobre a utilização e descarte destes materiais. IV. Realizar campanhas de esclarecimentos à população sobre os riscos da radiação e da toxicidade de determinadas substâncias. Dessas propostas, são adequadas apenas (A) I e II. (B) I e III. (C) II e III. (D) I, III e IV. (E) II, III e IV (ENEM-2003) Considerando os dois documentos, podemos afirmar que a natureza do pensamento que permite a datação da Terra é de natureza (A) científica no primeiro e mágica no segundo. (B) social no primeiro e política no segundo. (C) religiosa no primeiro e científica no segundo. (D) religiosa no primeiro e econômica no segundo. (E) matemática no primeiro e algébrica no segundo. 148

149 143. (ENEM-2004) O debate em torno do uso da energia nuclear para produção de eletricidade permanece atual. Em um encontro internacional para a discussão desse tema, foram colocados os seguintes argumentos: I. Uma grande vantagem das usinas nucleares é o fato de não contribuírem para o aumento do efeito estufa, uma vez que o urânio, utilizado como combustível, não é queimado mas sofre fissão. II. Ainda que sejam raros os acidentes com usinas nucleares, seus efeitos podem ser tão graves que essa alternativa de geração de eletricidade não nos permite ficar tranquilos. A respeito desses argumentos, pode-se afirmar que (A) o primeiro é válido e o segundo não é, já que nunca ocorreram acidentes com usinas nucleares. (B) o segundo é válido e o primeiro não é, pois de fato há queima de combustível na geração nuclear de eletricidade. (C) o segundo é valido e o primeiro é irrelevante, pois nenhuma forma de gerar eletricidade produz gases do efeito estufa. (D) ambos são válidos para se compararem vantagens e riscos na opção por essa forma de geração de energia. (E) ambos são irrelevantes, pois a opção pela energia nuclear está-se tornando uma necessidade inquestionável (ENEM-2005) Um problema ainda não resolvido da geração nuclear de eletricidade é a destinação dos rejeitos radiativos, o chamado lixo atômico. Os rejeitos mais ativos ficam por um período em piscinas de aço inoxidável nas próprias usinas antes de ser, como os demais rejeitos, acondicionados em tambores que são dispostos em áreas cercadas ou encerrados em depósitos subterrâneos secos, como antigas minas de sal. A complexidade do problema do lixo atômico, comparativamente a outros lixos com substâncias tóxicas, se deve ao fato de (A) emitir radiações nocivas, por milhares de anos, em um processo que não tem como ser interrompido artificialmente. (B) acumular-se em quantidades bem maiores do que o lixo industrial convencional, faltando assim locais para reunir tanto material. (C) ser constituído de materiais orgânicos que podem contaminar muitas espécies vivas, incluindo os próprios seres humanos. (D) exalar continuamente gases venenosos, que tornariam o ar irrespirável por milhares de anos. (E) emitir radiações e gases que podem destruir a camada de ozônio e agravar o efeito estufa (ENEM-2006) Para se obter 1,5 kg do dióxido de urânio puro, matéria-prima para a produção de combustível nuclear, e necessário extrair-se e tratar-se 1,0 tonelada de minério. Assim, o rendimento (dado em % em massa) do tratamento do minério ate chegar ao dióxido de urânio puro é de A) 0,10%. B) 0,15%. C) 0,20%. D) 1,5%. E) 2,0% (ENEM-2006) O funcionamento de uma usina nucleoelétrica típica baseia-se na liberação de energia resultante da divisão do núcleo de urânio em núcleos de menor massa, processo conhecido como fissão nuclear. Nesse processo, utiliza-se uma mistura de diferentes átomos de urânio, de forma a proporcionar uma concentração de apenas 4% de material físsil. Em bombas atômicas, são utilizadas concentrações acima de 20% de urânio físsil, cuja obtenção e trabalhosa, pois, na natureza, predomina o urânio não-físsil. Em grande parte do armamento nuclear hoje existente, utiliza-se, então, como alternativa, o plutônio, material físsil produzido por reações nucleares no interior do reator das usinas nucleoelétricas. Considerando-se essas informações, e correto afirmar que A) a disponibilidade do urânio na natureza esta ameaçada devido a sua utilização em armas nucleares. B) a proibição de se instalarem novas usinas nucleoelétricas não causara impacto na oferta mundial de energia. C) a existência de usinas nucleoelétricas possibilita que um de seus subprodutos seja utilizado como material bélico. D) a obtenção de grandes concentrações de urânio físsil e viabilizada em usinas nucleoelétricas. E) a baixa concentração de urânio físsil em usinas nucleoelétricas impossibilita o desenvolvimento energético. 149

150 147. (ENEM-2006) A duração do efeito de alguns fármacos está relacionada à sua meiavida, tempo necessário para que a quantidade original do fármaco no organismo se reduza à metade. A cada intervalo de tempo correspondente a uma meia-vida, a quantidade de fármaco existente no organismo no final do intervalo é igual a 50% da quantidade no início desse intervalo. O gráfico abaixo representa, de forma genérica, o que acontece com a quantidade de fármaco no organismo humano ao longo do tempo. F. D. Fuchs e Cher l. Wannma. Farmacologia Clínica. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan,1992, p. 40. A meia-vida do antibiótico amoxicilina é de 1 hora. Assim, se uma dose desse antibiótico for injetada às 12 h em um paciente, o percentual dessa dose que restará em seu organismo às 13 h 30 min será aproximadamente de A) 10%. B) 15%. C) 25%. D) 35%. E) 50% (ENEM-2008) A energia geotérmica tem sua origem no núcleo derretido da Terra, onde as temperaturas atingem ºC. Essa energia é primeiramente produzida pela decomposição de materiais radiativos dentro do planeta. Em fontes geotérmicas, a água, aprisionada em um reservatório subterrâneo, é aquecida pelas rochas ao redor e fica submetida a altas pressões, podendo atingir temperaturas de até 370 ºC sem entrar em ebulição. Ao ser liberada na superfície, à pressão ambiente, ela se vaporiza e se resfria, formando fontes ou gêiseres. O vapor de poços geotérmicos é separado da água e é utilizado no funcionamento de turbinas para gerar eletricidade. A água quente pode ser utilizada para aquecimento direto ou em usinas de dessalinização. Roger A. Hinrichs e Merlin Kleinbach. Energia e meio ambiente. Ed. ABDR (com adaptações). Depreende-se das informações acima que as usinas geotérmicas A) utilizam a mesma fonte primária de energia que as usinas nucleares, sendo, portanto, semelhantes os riscos decorrentes de ambas. B) funcionam com base na conversão de energia potencial gravitacional em energia térmica. C) podem aproveitar a energia química transformada em térmica no processo de dessalinização. D) assemelham-se às usinas nucleares no que diz respeito à conversão de energia térmica em cinética e, depois, em elétrica. E) transformam inicialmente a energia solar em energia cinética e, depois, em energia térmica. 150

151 149. (ENEM-2008) Fractal (do latim fractus, fração, quebrado) objeto que pode ser dividido em partes que possuem semelhança com o objeto inicial. A geometria fractal, criada no século XX, estuda as propriedades e o comportamento dos fractais objetos geométricos formados por repetições de padrões similares. O triângulo de Sierpinski, uma das formas elementares da geometria fractal, pode ser obtido por meio dos seguintes passos: 1. comece com um triângulo equilátero (figura 1); 2. construa um triângulo em que cada lado tenha a metade do tamanho do lado do triângulo anterior e faça três cópias; 3. posicione essas cópias de maneira que cada triângulo tenha um vértice comum com um dos vértices de cadaum dos outros dois triângulos, conforme ilustra a figura 2; 4. repita sucessivamente os passos 2 e 3 para cada cópia dos triângulos obtidos no passo 3 (figura 3). De acordo com o procedimento descrito, a figura 4 da sequência apresentada acima é A) B) C) D) E) TORQUE MOMENTO DE UMA FORÇA 150. (ENEM-1998) Um portão está fixo em um muro por duas dobradiças A e B, conforme mostra a figura, sendo P o peso do portão. Caso um garoto se dependure no portão pela extremidade livre, e supondo que as reações máximas suportadas pelas dobradiças sejam iguais, (A) é mais provável que a dobradiça A arrebente primeiro que a B. (B) é mais provável que a dobradiça B arrebente primeiro que a A. (C) seguramente as dobradiças A e B arrebentarão simultaneamente. (D) nenhuma delas sofrerá qualquer esforço. (E) o portão quebraria ao meio, ou nada sofreria. 151

152 GABARITO ENEM 1998 A D 11 E 21 E 31 C 41 C 51 A 2 D 12 A 22 C 32 B 42 D 52 E 3 B 13 D 23 B 33 D 43 C 53 D 4 D 14 C 24 C 34 B 44 E 54 A 5 E 15 C 25 A 35 A 45 E 55 D 6 C 16 A 26 C 36 A 46 D 56 B 7 D 17 C 27 A 37 C 47 E 57 B 8 C 18 B 28 D 38 C 48 B 58 E 9 D 19 E 29 A 39 C 49 C 59 D 10 D 20 C 30 D 40 A 50 A 60 B 61 E 71 A 81 C 91 B 101 D 111 C 62 A 72 E 82 C 92 C 102 E 112 B 63 E 73 B 83 E 93 A 103 A 113 E 64 A 74 C 84 C 94 E 104 B 114 D 65 A 75 A 85 B 95 D 105 C 115 C 66 B 76 D 86 C 96 D 106 C 116 E 67 D 77 A 87 E 97 A 107 B 117 D 68 A 78 A 88 E 98 A 108 E 118 D 69 B 79 B 89 D 99 C 109 D 119 D 70 A 80 C 90 E 100 E 110 D 120 D 121 D 126 A 131 A 136 B 141 E 146 C 122 C 127 A 132 B 137 B 142 C 147 D 123 E 128 D 133 B 138 D 143 D 148 D 124 A 129 C 134 D 139 D 144 A 149 C 125 B 130 A 135 E 140 E 145 B 150 A 152

153 A FÍSICA NO NOVO ENEM MODELOS (anulada) (1 a aplicação) 2010 (2 a aplicação)

154 ELETROSTÁTICA 01. (NOVO ENEM-2009-anulada) As células possuem potencial de membrana, que pode ser classificado em repouso ou ação, e é uma estratégia eletrofisiológica interessante e simples do ponto de vista físico. Essa característica eletrofisiológica está presente na figura a seguir, que mostra um potencial de ação disparado por uma célula que compõe as fibras de Purkinje, responsáveis por conduzir os impulsos elétricos para o tecido cardíaco, possibilitando assim a contração cardíaca. Observa-se que existem quatro fases envolvidas nesse potencial de ação, sendo denominadas fases 0, 1, 2 e 3. O potencial de repouso dessa célula é -100 mv, e quando ocorre influxo de íons Na + e Ca +2, a polaridade celular pode atingir valores de até +10 mv, o que se denomina despolarização celular. A modificação no potencial de repouso pode disparar um potencial de ação quando a voltagem na membrana atinge o limiar de disparo que está representado na figura pela linha pontilhada. Contudo, a célula não pode se manter despolarizada, pois isso acarretaria a morte celular. Assim, ocorre a repolarização celular, mecanismo que reverte a despolarização e retorna a célula ao potencial de repouso. Para tanto, há o efluxo celular de íons K +. Qual das fases, presentes na figura, indica o processo de despolarização e repolarização celular, respectivamente? A) Fases 0 e 2. B) Fases 0 e 3. C) Fases 1 e 2. D) Fases 2 e 0. E) Fases 3 e (NOVO ENEM a aplicação) Duas irmãs que dividem o mesmo quarto de estudos combinaram de comprar duas caixas com tampas para guardarem seus pertences dentro de suas caixas, evitando, assim, a bagunça sobre a mesa de estudos. Uma delas comprou uma metálica, e a outra, uma caixa de madeira de área e espessura lateral diferentes, para facilitar a identificação. Um dia as meninas foram estudar para a prova de Física e, ao se acomodarem na mesa de estudos, guardaram seus celulares ligados dentro de suas caixas. Ao longo desse dia, uma delas recebeu ligações telefônicas, enquanto os amigos da outra tentavam ligar e recebiam a mensagem de que o celular estava fora da área de cobertura ou desligado. Para explicar essa situação, um físico deveria afirmar que o material da caixa, cujo telefone celular não recebeu as ligações é de A) madeira, e o telefone não funcionava porque a madeira não é um bom condutor de eletricidade. B) metal, e o telefone não funcionava devido à blindagem eletrostática que o metal proporcionava. C) metal, e o telefone não funcionava porque o metal refletia todo tipo de radiação que nele incidia. D) metal, e o telefone não funcionava porque a área lateral da caixa de metal era maior. E) madeira, e o telefone não funcionava porque a espessura desta caixa era maior que a espessura da caixa de metal. 154

155 03. (NOVO ENEM a aplicação) A tabela apresenta dados comparados de respostas de brasileiros, norte-americanos e europeus a perguntas relacionadas à compreensão de fatos científicos pelo público leigo. Após cada afirmativa, entre parênteses, aparece se a afirmativa é Falsa ou Verdadeira. Nas três colunas da direita aparecem os respectivos percentuais de acertos dos três grupos sobre essas afirmativas. De acordo com os dados apresentados na tabela, os norte-americanos, em relação aos europeus e aos brasileiros, demonstram melhor compreender o fato científico sobre A) a ação dos antibióticos. B) a origem do ser humano. C) os períodos da pré-história. D) o deslocamento dos continentes. E) o tamanho das partículas atômicas. ELETRODINÂMICA 01. (NOVO ENEM-2009-anulada) Os motores elétricos são dispositivos com diversas aplicações, dentre elas, destacam-se aquelas que proporcionam conforto e praticidade para as pessoas. É inegável a preferência pelo uso de elevadores quando o objetivo é o transporte de pessoas pelos andares de prédios elevados. Nesse caso, um dimensionamento preciso da potência dos motores utilizados é muito importante e deve levar em consideração fatores como economia de energia e segurança. Considere que um elevador de 800 kg, quando lotado com oito pessoas ou 600 kg, precisa ser projetado. Para tanto, alguns parâmetros deverão ser dimensionados. O motor será ligado à rede elétrica que fornece 220 volts de tensão. O elevador deve subir 10 andares, em torno de 30 metros, a uma velocidade constante de 4 metros por segundo. Para fazer uma estimativa simples da potência necessária e da corrente que deve ser fornecida ao motor do elevador para ele operar com lotação máxima, considere que a tensão seja contínua, que a aceleração da gravidade vale 10 m/s 2 e que o atrito pode ser desprezado. Nesse caso, para um elevador lotado, a potência média de saída do motor do elevador e a corrente elétrica máxima que passa no motor serão respectivamente de (A) 24 kw E 109 A. (B) 32 kw E 145 A. (C) 56 kw E 255 A (D) 180 kw E 818 A (E) 240 kw E 1090 A 155

156 02. (NOVO ENEM-2009-anulada) Uma estudante que ingressou na universidade e, pela primeira vez, está morando longe da sua família, recebe a sua primeira conta de luz: Se essa estudante comprar um secador de cabelos que consome 1000 W de potência e considerando que ela e suas 3 amigas utilizem esse aparelho por 15 minutos cada uma durante 20 dias no mês, o acréscimo em reais na sua conta mensal será de (A) R$ 10,00 (B) R$ 12,50 (C) R$ 13,00 (D) R$ 13,50 (E) R$ 14, (NOVO ENEM-2009) A eficiência de um processo de conversão de energia é definida como a razão entre a produção de energia ou trabalho útil e o total de entrada de energia no processo. A figura mostra um processo com diversas etapas. Nesse caso, a eficiência geral será igual ao produto das eficiências das etapas individuais. A entrada de energia que não se transforma em trabalho útil é perdida sob formas não utilizáveis (como resíduos de calor). HINRICHS, R. A. Energia e Meio Ambiente. São Paulo: Pioneira Thomson Learning, 2003 (adaptado). Aumentar a eficiência dos processos de conversão de energia implica economizar recursos e combustíveis. Das propostas seguintes, qual resultará em maior aumento da eficiência geral do processo? (A) Aumentar a quantidade de combustível para queima na usina de força. (B) Utilizar lâmpadas incandescentes, que geram pouco calor e muita luminosidade. (C) Manter o menor número possível de aparelhos elétricos em funcionamento nas moradias. (D) Utilizar cabos com menor diâmetro nas linhas de transmissão a fim de economizar o material condutor. (E) Utilizar materiais com melhores propriedades condutoras nas linhas de transmissão e lâmpadas fluorescentes nas moradias. 156

157 04. (NOVO ENEM-2009) O manual de instruções de um aparelho de ar-condicionado apresenta a seguinte tabela, com dados técnicos para diversos modelos: Disponível em: Acesso em: 13 jul (adaptado). Considere-se que um auditório possua capacidade para 40 pessoas, cada uma produzindo uma quantidade média de calor, e que praticamente todo o calor que flui para fora do auditório o faz por meio dos aparelhos de ar-condicionado. Nessa situação, entre as informações listadas, aquelas essenciais para se determinar quantos e/ou quais aparelhos de ar-condicionado são precisos para manter, com lotação máxima, a temperatura interna do auditório agradável e constante, bem como determinar a espessura da fiação do circuito elétrico para a ligação desses aparelhos, são (A) vazão de ar e potência. (B) vazão de ar e corrente elétrica - ciclo frio. (C) eficiência energética e potência. (D) capacidade de refrigeração e frequência. (E) capacidade de refrigeração e corrente elétrica ciclo frio. 05. (NOVO ENEM-2009) A instalação elétrica de uma casa envolve várias etapas, desde a alocação dos dispositivos, instrumentos e aparelhos elétricos, até a escolha dos materiais que a compõem, passando pelo dimensionamento da potência requerida, da fiação necessária, dos eletrodutos*, entre outras. Para cada aparelho elétrico existe um valor de potência associado. Valores típicos de potências para alguns aparelhos elétricos são apresentados no quadro seguinte: *Eletrodutos são condutos por onde passa a fiação de uma instalação elétrica, com a finalidade de protegê-la. A escolha das lâmpadas é essencial para obtenção de uma boa iluminação. A potência da lâmpada deverá estar de acordo com o tamanho do cômodo a ser iluminado. O quadro a seguir mostra a relação entre as áreas dos cômodos (em m2) e as potências das lâmpadas (em W), e foi utilizado como referência para o primeiro pavimento de uma residência. Obs.: Para efeitos dos cálculos das áreas, as paredes são desconsideradas. 157

158 Considerando a planta baixa fornecida, com todos os aparelhos em funcionamento, a potência total, em watts, será de (A) (B) (C) (D) (E) (NOVO ENEM-2009) Um medicamento, após ser ingerido, atinge a corrente sanguínea e espalha-se pelo organismo, mas, como suas moléculas não sabem onde é que está o problema, podem atuar em locais diferentes do local alvo e desencadear efeitos além daqueles desejados. Não seria perfeito se as moléculas dos medicamentos soubessem exatamente onde está o problema e fossem apenas até aquele local exercer sua ação? A técnica conhecida como iontoforese, indolor e não invasiva, promete isso. Como mostram as figuras, essa nova técnica baseia-se na aplicação de uma corrente elétrica de baixa intensidade sobre a pele do paciente, permitindo que fármacos permeiem membranas biológicas e alcancem a corrente sanguínea, sem passar pelo estômago. Muitos pacientes relatam apenas um formigamento no local de aplicação. O objetivo da corrente elétrica é formar poros que permitam a passagem do fármaco de interesse. A corrente elétrica é distribuída por eletrodos, positivo e negativo, por meio de uma solução aplicada sobre a pele. Se a molécula do medicamento tiver carga elétrica positiva ou negativa, ao entrar em contato com o eletrodo de carga de mesmo sinal, ela será repelida e forçada a entrar na pele (eletrorrepulsão - A). Se for neutra, a molécula será forçada a entrar na pele juntamente com o fluxo de solvente fisiológico que se forma entre os eletrodos (eletrosmose - B). GRATIERI, T; GELFUSO, G. M.; LOPES, R. F. V. Medicação do futuro-iontoforese facilita entrada de fármacos no organismo. Ciência Hoje, vol 44, no 259, maio 2009 (adaptado). De acordo com as informações contidas no texto e nas figuras, o uso da iontoforese A) provoca ferimento na pele do paciente ao serem introduzidos os eletrodos, rompendo o epitélio. B) aumenta o risco de estresse nos pacientes, causado pela aplicação da corrente elétrica. C) inibe o mecanismo de ação dos medicamentos no tecido-alvo, pois estes passam a entrar por meio da pele. D) diminui o efeito colateral dos medicamentos, se comparados com aqueles em que a ingestão se faz por via oral. E) deve ser eficaz para medicamentos constituídos de moléculas polares e ineficaz, se essas forem apolares. 158

159 07. (NOVO ENEM-2009) Cerca de 1% do lixo urbano é constituído por resíduos sólidos contendo elementos tóxicos. Entre esses elementos estão metais pesados como o cádmio, o chumbo e o mercúrio, componentes de pilhas e baterias, que são perigosos à saúde humana e ao meio ambiente. Quando descartadas em lixos comuns, pilhas e baterias, vão para aterros sanitários ou lixões a céu aberto, e o vazamento de seus componentes contamina o solo, os rios e o lençol freático, atingindo a flora e a fauna. Por serem bioacumulativos e não biodegradáveis, esses metais chegam de forma acumulada aos seres humanos, por meio da cadeia alimentar. A legislação vigente (Resolução CONAMA no 257/1999) regulamenta o destino de pilhas e baterias após seu esgotamento energético e determina aos fabricantes e/ou importadores a quantidade máxima permitida desses metais em cada tipo de pilha/bateria, porém o problema ainda persiste. Disponível em: Acesso em: 11 jul (adaptado). Uma medida que poderia contribuir para acabar definitivamente com o problema da poluição ambiental por metais pesados relatado no texto seria (A) deixar de consumir aparelhos elétricos que utilizem pilha ou bateria como fonte de energia. (B) usar apenas pilhas ou baterias recarregáveis e de vida útil longa e evitar ingerir alimentos contaminados, especialmente peixes. (C) devolver pilhas e baterias, após o esgotamento da energia armazenada, à rede de assistência técnica especializada para repasse a fabricantes e/ou importadores. (D) criar nas cidades, especialmente naquelas com mais de 100 mil habitantes, pontos estratégicos de coleta de baterias e pilhas, para posterior repasse a fabricantes e/ou importadores. (E) exigir que fabricantes invistam em pesquisa para a substituição desses metais tóxicos por substâncias menos nocivas ao homem e ao ambiente, e que não sejam bioacumulativas. 08. (NOVO ENEM-2009) É possível, com 1 litro de gasolina, usando todo o calor produzido por sua combustão direta, aquecer 200 litros de água de 20 C a 55 C. Pode-se efetuar esse mesmo aquecimento por um gerador de eletricidade, que consome 1 litro de gasolina por hora e fornece 110 V a um resistor de 11 Ω, imerso na água, durante um certo intervalo de tempo. Todo o calor liberado pelo resistor é transferido à água. Considerando que o calor específico da água é igual a 4,19 J g -1 C -1, aproximadamente qual a quantidade de gasolina consumida para o aquecimento de água obtido pelo gerador, quando comparado ao obtido a partir da combustão? (A) A quantidade de gasolina consumida é igual para os dois casos. (B) A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é duas vezes maior que a consumida na combustão. (C) A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é duas vezes menor que a consumida na combustão. (D) A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é sete vezes maior que a consumida na combustão. (E) A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é sete vezes menor que a consumida na combustão. 159

160 09. (NOVO ENEM-2009) Considere a seguinte situação hipotética: ao preparar o palco para a apresentação de uma peça de teatro, o iluminador deveria colocar três atores sob luzes que tinham igual brilho e os demais, sob luzes de menor brilho. O iluminador determinou, então, aos técnicos, que instalassem no palco oito lâmpadas incandescentes com a mesma especificação (L 1 a L 8 ), interligadas em um circuito com uma bateria, conforme mostra a figura. Nessa situação, quais são as três lâmpadas que acendem com o mesmo brilho por apresentarem igual valor de corrente fluindo nelas, sob as quais devem se posicionar os três atores? (A) L 1, L 2 e L 3. (B) L 2, L 3 e L 4. (C) L 2, L 5 e L 7. (D) L 4, L 5 e L 6. (E) L 4, L 7 e L (NOVO ENEM a aplicação) Todo carro possui uma caixa de fusíveis, que são utilizados para proteção dos circuitos elétricos. Os fusíveis são constituídos de um material de baixo ponto de fusão, como o estanho, por exemplo, e se fundem quando percorridos por uma corrente elétrica igual ou maior do que aquela que são capazes de suportar. O quadro a seguir mostra uma série de fusíveis e os valores de corrente por eles suportados. Um farol usa uma lâmpada de gás halogênio de 55 W de potência que opera com 36 V. Os dois faróis são ligados separadamente, com um fusível para cada um, mas, após um mau funcionamento, o motorista passou a conectá-los em paralelo, usando apenas um fusível. Dessa forma, admitindo-se que a fiação suporte a carga dos dois faróis, o menor valor de fusível adequado para proteção desse novo circuito é o A) azul. B) preto. C) laranja. D) amarelo. E) vermelho. 160

161 11. (NOVO ENEM a aplicação) O crescimento da produção de energia elétrica ao longo do tempo tem influenciado decisivamente o progresso da humanidade, mas também tem criado uma séria preocupação: o prejuízo ao meio ambiente. Nos próximos anos, uma nova tecnologia de geração de energia elétrica deverá ganhar espaço: as células a combustível hidrogênio/oxigênio. VILLULLAS, H.M; TICIANELLI, E. A; GONZÁLEZ, E.R. Quimica Nova na Escola. N.o 15, maio Com base no texto e na figura, a produção de energia elétrica por meio da célula a combustível hidrogênio/oxigênio diferencia-se dos processos convencionais porque A) transforma energia química em energia elétrica, sem causar danos ao meio ambiente, porque o principal subproduto formado é a água. B) converte a energia química contida nas moléculas dos componentes em energia térmica, sem que ocorra a produção de gases poluentes nocivos ao meio ambiente. C) transforma energia química em energia elétrica, porém emite gases poluentes da mesma forma que a produção de energia a partir dos combustíveis fósseis. D) converte energia elétrica proveniente dos combustíveis fósseis em energia química, retendo os gases poluentes produzidos no processo sem alterar a qualidade do meio ambiente. E) converte a energia potencial acumulada nas moléculas de água contidas no sistema em energia química, sem que ocorra a produção de gases poluentes nocivos ao meio ambiente. 12. (NOVO ENEM a aplicação) Observe a tabela seguinte. Ela traz especificações técnicas constantes no manual de instruções fornecido pelo fabricante de uma torneira elétrica. Considerando que o modelo de maior potência da versão 220 V da torneira suprema foi inadvertidamente conectada a uma rede com tensão nominal de 127 V, e que o aparelho está configurado para trabalhar em sua máxima potência. Qual o valor aproximado da potência ao ligar a torneira? A) W B) W C) W D) W E) W 161

162 13. (NOVO ENEM a aplicação) A energia elétrica consumida nas residências é medida, em quilowatthora, por meio de um relógio medidor de consumo. Nesse relógio, da direita para esquerda, tem-se o ponteiro da unidade, da dezena, da centena e do milhar, Se um ponteiro estiver entre dois números, considera-se o último número ultrapassado pelo ponteiro. Suponha que as medidas indicadas nos esquemas seguintes tenham sido feitas em uma cidade em que o preço do quilowatt-hora fosse de R$ 0,20. O valor a ser pago pelo consumo de energia elétrica registrado seria de A) R$ 41,80. B) R$ C) R$ D) R$ 43,80. E) R$ 44, (NOVO ENEM a aplicação) Atualmente, existem inúmeras opções de celulares com telas sensíveis ao toque (touchscreen). Para decidir qual escolher, é bom conhecer as diferenças entre os principais tipos de telas sensíveis ao toque existentes no mercado. Existem dois sistemas básicos usados para reconhecer o toque de uma pessoa: O primeiro sistema consiste de um painel de vidro normal, recoberto por duas camadas afastadas por espaçadores. Uma camada resistente a riscos é colocada por cima de todo o conjunto. Uma corrente elétrica passa através das duas camadas enquanto a tela está operacional. Quando um usuário toca a tela, as duas camadas fazem contato exatamente naquele ponto. A mudança no campo elétrico é percebida, e as coordenadas do ponto de contato são calculadas pelo computador. No segundo sistema, uma camada que armazena carga elétrica é colocada no painel de vidro do monitor. Quando um usuário toca o monitor com o seu dedo, parte da carga elétrica é transferida para o usuário, de modo que a carga na camada que a armazena diminui. Esta redução é medida nos circuitos localizados em cada canto do monitor. Considerando as diferenças relativas de carga em cada canto, o computador calcula exatamente onde ocorreu o toque. O elemento de armazenamento de carga análogo ao exposto no segundo sistema e a aplicação cotidiana correspondente são, respectivamente, A) receptores televisor. B) resistores chuveiro elétrico. C) geradores telefone celular. D) fusíveis caixa de força residencial. E) capacitores flash de máquina fotográfica. 15. (NOVO ENEM a aplicação) A resistência elétrica de um fio é determinada pela suas dimensões e pelas propriedades estruturais do material. A condutividade ( ) caracteriza a estrutura do material, de tal forma que a resistência de um fio pode ser determinada conhecendo-se L, o comprimento do fio e A, a área de seção reta. A tabela relaciona o material à sua respectiva resistividade em temperatura ambiente. Mantendo-se as mesmas dimensões geométricas, o fio que apresenta menor resistência elétrica é aquele feito de A) tungstênio. B) alumínio. C) ferro. D) cobre. E) prata. 162

163 16. (NOVO ENEM a aplicação) Quando ocorre um curto-circuito em uma instalação elétrica, como na figura, a resistência elétrica total do circuito diminui muito, estabelecendo-se nele uma corrente muito elevada. O superaquecimento da fiação, devido a esse aumento da corrente elétrica, pode ocasionar incêndios, que seriam evitados instalando-se fusíveis e disjuntores que interrompem essa corrente, quando a mesma Atinge um valor acima do especificado nesses dispositivos de proteção. Suponha que um chuveiro instalado em uma rede elétrica de 110 V, em uma residência, possua três posições de regulagem da temperatura da água. Na posição verão utiliza W, na posição primavera, W, e na posição inverno, W. Deseja-se que o chuveiro funcione em qualquer uma das três posições de regulagem de temperatura, sem que haja riscos de incêndio. Qual deve ser o valor mínimo adequado do disjuntor a ser utilizado? A) 40 A B) 30 A C) 25 A D) 23 A E) 20 A 17. (NOVO ENEM-2011) Em um manual de um chuveiro elétrico são encontradas informações sobre algumas características técnicas, ilustradas no quadro, como a tensão de alimentação, a potência dissipada, o dimensionamento do disjuntor ou fusível, e a área da seção transversal dos condutores utilizados. Uma pessoa adquiriu um chuveiro do modelo A e, ao ler o manual, verificou que precisava ligá-lo a um disjuntor de 50 ampères. No entanto, intrigou-se com o fato de que o disjuntor ao ser utilizado para uma correta instalação de um chuveiro do modelo B devia possuir amperagem 40% menor. Considerando-se os chuveiros de modelos A e B, funcionando a mesma potência de W, a razão entre as suas respectivas resistências elétricas, RA e RB, que justifica a diferença de dimensionamento dos disjuntores, é mais próxima de: A) 0,3 B) 0,6 C) 0,8 D) 1,7 E) 3,0 163

164 18. (NOVO ENEM-2011) Um curioso estudante, empolgado com a aula de circuito elétrico que assistiu na escola, resolve desmontar sua lanterna. Utilizando-se da lâmpada e da pilha, retiradas do equipamento, e de um fio com as extremidades descascadas, faz as seguintes ligações com a intenção de acender a lâmpada: GONCALVES FILHO, A. BAROLLI, E. Instalação Elétrica: investigando e aprendendo. São Paulo, Scipione, 1997 (adaptado). Tendo por base os esquemas mostrados, em quais casos a lâmpada acendeu? A) (1), (3), (6) B) (3), (4), (5) C) (1), (3), (5) D) (1), (3), (7) E) (1), (2), (5) 19. (NOVO ENEM-2012) A eficiência das lâmpadas pode ser comparada utilizando a razão, considerada linear, entre a quantidade de luz produzida e o consumo. A quantidade de luz é medida pelo fluxo luminoso, cuja unidade é o lúmen (lm). O consumo está relacionado à potência elétrica da lâmpada que é medida em watt (W). Por exemplo, uma lâmpada incandescente de 40W emite cerca de 600 lm, enquanto uma lâmpada fluorescente de 40 W emite cerca de 3000 lm. Disponível em Acesso em: 29 fev. de 2012 (adaptado). A eficiência de uma lâmpada incandescente de 40 W é A) maior que a de uma lâmpada fluorescente de 8 W, que produz menor quantidade de luz. B) maior que a de uma lâmpada fluorescente de 40 W, que produz menor quantidade de luz. C) menor que a de uma lâmpada fluorescente de 8 W, que produz a mesma quantidade de luz. D) menor que a de uma lâmpada fluorescente de 40 W, pois consome maior quantidade de energia. E) igual a de uma lâmpada fluorescente de 40 W, que consome a mesma quantidade de energia. 164

165 20. (NOVO ENEM-2012) Para ligar ou desligar uma mesma lâmpada a partir de dois interruptores, conectam-se os interruptores para que a mudança de posição de um deles faça ligar ou desligar a lâmpada, não importando a posição do outro. Esta ligação e conhecida como interruptores paralelos. Este interruptor é uma chave de duas posições constituída por um polo e dois terminais, conforme mostrado nas figuras de um mesmo interruptor. Na Posição I a chave conecta o polo ao terminal superior, e na Posição II a chave o conecta ao terminal inferior. O circuito que cumpre a finalidade de funcionamento descrita no texto é: 21. (NOVO ENEM-2013) Músculos artificiais são dispositivos feitos com plásticos inteligentes que respondem a uma corrente elétrica com um movimento mecânico. A oxidação e redução de um polímero condutor criam cargas positivas e/ou negativas no material, que são compensadas com a inserção ou expulsão de cátions ou ânions. Por exemplo, na figura os filmes escuros são de polipirrol e o filme branco é de um eletrólito polimérico contendo um sal inorgânico. Quando o polipirrol sofre oxidação, há a inserção de ânions para compensar a carga positiva no polímero e o filme se expande. Na outra face do dispositivo o filme de polipirrol sofre redução, expulsando ânions, e o filme se contrai. Pela montagem, em sanduíche, o sistema todo se movimenta de forma harmônica, conforme mostrado na figura. DE PAOLI, M.A. Cadernos Temáticos de Quimica Nova na Escola, São Paulo, maio 2001 (adaptado). A camada central de eletrólito polimérico é importante porque a) absorve a irradiação de partículas carregadas, emitidas pelo aquecimento elétrico dos filmes de polipirrol. b) permite a difusão dos íons promovida pela aplicação de diferença de potencial, fechando o circuito elétrico. c) mantém um gradiente térmico no material para promover a dilatação/contração térmica de cada filme de polipirrol. d) permite a condução de elétrons livres, promovida pela aplicação de diferença de potencial, gerando corrente elétrica. e) promove a polarização das moléculas poliméricas, o que resulta no movimento gerado pela aplicação de diferença de potencial. 165

166 22. (NOVO ENEM-2013) Um eletricista analisa o diagrama de uma instalação elétrica residencial para planejar medições de tensão e corrente em uma cozinha. Nesse ambiente existem uma geladeira (G), uma tomada (T) e uma lâmpada (L), conforme a figura. O eletricista deseja medir a tensão elétrica aplicada à geladeira, a corrente total e a corrente na lâmpada. Para isso, ele dispõe de um voltímetro (V) e dois amperímetros (A). Para realizar essas medidas, o esquema da ligação dessas instrumentos está representado em: voltímetro amperímetro 23. (NOVO ENEM-2013) O chuveiro elétrico é um dispositivo capaz de transformar energia elétrica em energia térmica, o que possibilita a elevação da temperatura da água. Um chuveiro projetado para funcionar em 110V pode ser adaptado para funcionar em 220V, de modo a manter inalterada sua potência. Uma das maneiras de fazer essa adaptação é trocar a resistência do chuveiro por outra, de mesmo material e com o(a) a) dobro do comprimento do fio. b) metade do comprimento do fio. c) metade da área da seção reta do fio. d) quádruplo da área da seção reta do fio. e) quarta parte da área da seção reta do fio. 24. (NOVO ENEM-2013) Medir temperatura é fundamental em muitas aplicações, e apresentar a leitura em mostradores digitais é bastante prático. O seu funcionamento é baseado na correspondência entre valores de temperatura e de diferença de potencial elétrico. Por exemplo, podemos usar o circuito elétrico apresentado, no qual o elemento sensor de temperatura ocupa um dos braços do circuito (R S ) e a dependência da resistência com a temperatura é conhecida. Para um valor de temperatura em que R S = 100 Ω, a leitura apresentada pelo voltímetro será de a) + 6,2 V. b) + 1,7 V. c) + 0,3 V. d) 0,3 V. e) 6,2 V. 166

167 25. (NOVO ENEM-2013) Um circuito em série é formado por uma pilha, uma lâmpada incandescente e uma chave interruptora. Ao se ligar a chave, a lâmpada acende quase instantaneamente, irradiando calor e luz. Popularmente, associa-se o fenômeno da irradiação de energia a um desgaste da corrente elétrica, ao atravessar o filamento da lâmpada, e à rapidez com que a lâmpada começa a brilhar. Essa explicação está em desacordo com o modelo clássico de corrente. De acordo com o modelo mencionado, o fato de a lâmpada acender quase instantaneamente está relacionado à rapidez com que a) o fluido elétrico se desloca no circuito. b) as cargas negativas móveis atravessam o circuito. c) a bateria libera cargas móveis para o filamento da lâmpada. d) o campo elétrico se estabelece em todos os pontos do circuito. e) as cargas positivas e negativas se chocam no filamento da lâmpada. 26. (NOVO ENEM-2014) Um sistema de iluminação foi construído com um circuito de três lâmpadas iguais conectadas a um gerador (G) de tensão constante. Esse gerador possui uma chave que pode ser ligada nas posições A ou B. Considerando o funcionamento do circuito dado, a lâmpada 1 brilhará mais quando a chave estiver na posição a) B, pois a corrente será maior nesse caso. b) B, pois a potência total será maior nesse caso. c) A, pois a resistência equivalente será menor nesse caso. d) B, pois o gerador fornecerá uma maior tensão nesse caso. e) A, pois a potência dissipada pelo gerador será menor nesse caso. MAGNETISMO 01. (NOVO ENEM-2009-MODELOS) A nanotecnologia está ligada à manipulação da matéria em escala nanométrica, ou seja, uma escala tão pequena quanto a de um bilionésimo do metro. Quando aplicada às ciências da vida, recebe o nome de nanobiotecnologia. No fantástico mundo da nanobiotecnologia, será possível a invenção de dispositivos ultrapequenos que, usando conhecimentos da biologia e da engenharia, permitirão examinar, manipular ou imitar os sistemas biológicos. LACAVA, Z.; MORAIS, P. Nanobiotecnologia e saúde. Com Ciência. Reportagens. Nanociência & Nanotecnologia. Disponível em: < Acesso em: 4 maio Como exemplo da utilização dessa tecnologia na Medicina, pode-se citar a utilização de nanopartículas magnéticas (nanoimãs) em terapias contra o câncer. Considerando-se que o campo magnético não age diretamente sobre os tecidos, o uso dessa tecnologia em relação às terapias convencionais é (A) de eficácia duvidosa, já que não é possível manipular nanopartículas para serem usadas na medicina com a tecnologia atual. (B) vantajoso, uma vez que o campo magnético gerado por essas partículas apresenta propriedades terapêuticas associadas ao desaparecimento do câncer. (C) desvantajoso, devido à radioatividade gerada pela movimentação de partículas magnéticas, o que, em organismos vivos, poderia causar o aparecimento de tumores. (D) desvantajoso, porque o magnetismo está associado ao aparecimento de alguns tipos de câncer no organismo feminino como, por exemplo, o câncer de mama e o de colo de útero. (E) vantajoso, pois se os nanoimãs forem ligados a drogas quimioterápicas, permitem que estas sejam fixadas diretamente em um tumor por meio de um campo magnético externo, diminuindo-se a chance de que áreas saudáveis sejam afetadas. 167

168 ELETROMAGNETISMO 01. (NOVO ENEM-2009) Considere um equipamento capaz de emitir radiação eletromagnética com comprimento de onda bem menor que a radiação ultravioleta. Suponha que a radiação emitida por esse equipamento foi apontada para um tipo específico de filme fotográfico e entre o equipamento e o filme foi posicionado o pescoço de um indivíduo. Quanto mais exposto à radiação, mais escuro se torna o filme após a revelação. Após acionar o equipamento e revelar o filme, evidenciou-se a imagem mostrada na figura ao lado. Dentre os fenômenos decorrentes da interação entre a radiação e os átomos do indivíduo que permitem a obtenção desta imagem inclui-se a (A) absorção da radiação eletromagnética e a consequente ionização dos átomos de cálcio, que se transformam em átomos de fósforo. (B) maior absorção da radiação eletromagnética pelos átomos de cálcio que por outros tipos de átomos. (C) maior absorção da radiação eletromagnética pelos átomos de carbono que por átomos de cálcio. (D) maior refração ao atravessar os átomos de carbono que os átomos de cálcio. (E) maior ionização de moléculas de água que de átomos de carbono. 02. (NOVO ENEM-2009) O progresso da tecnologia introduziu diversos artefatos geradores de campos eletromagnéticos. Uma das mais empregadas invenções nessa área são os telefones celulares e smartphones. As tecnologias de transmissão de celular atualmente em uso no Brasil contemplam dois sistemas. O primeiro deles é operado entre as frequências de 800 MHz e 900 MHz e constitui os chamados sistemas TDMA/CDMA. Já a tecnologia GSM, ocupa a frequência de MHz. Considerando que a intensidade de transmissão e o nível de recepção celular sejam os mesmos para as tecnologias de transmissão TDMA/CDMA ou GSM, se um engenheiro tiver de escolher entre as duas tecnologias para obter a mesma cobertura, levando em consideração apenas o número de antenas em uma região, ele deverá escolher: (A) a tecnologia GSM, pois é a que opera com ondas de maior comprimento de onda. (B) a tecnologia TDMA/CDMA, pois é a que apresenta Efeito Doppler mais pronunciado. (C) a tecnologia GSM, pois é a que utiliza ondas que se propagam com maior velocidade. (D) qualquer uma das duas, pois as diferenças nas frequências são compensadas pelas diferenças nos comprimentos de onda. (E) qualquer uma das duas, pois nesse caso as intensidades decaem igualmente da mesma forma, independentemente da frequência. 03. (NOVO ENEM a aplicação) Há vários tipos de tratamentos de doenças cerebrais que requerem a estimulação de partes do cérebro por correntes elétricas. Os eletrodos são introduzidos no cérebro para gerar pequenas correntes em áreas específicas. Para se eliminar a necessidade de introduzir eletrodos no cérebro, uma alternativa é usar bobinas que, colocadas fora da cabeça, sejam capazes de induzir correntes elétricas no tecido cerebral. Para que o tratamento de patologias cerebrais com bobinas seja realizado satisfatoriamente, é necessário que A) haja um grande número de espiras nas bobinas, o que diminui a voltagem induzida. B) o campo magnético criado pelas bobinas seja constante, de forma a haver indução eletromagnética. C) se observe que a intensidade das correntes induzidas depende da intensidade da corrente nas bobinas. D) a corrente nas bobinas seja contínua, para que o campo magnético possa ser de grande intensidade. E) o campo magnético dirija a corrente elétrica das bobinas para dentro do cérebro do paciente. 168

169 04. (NOVO ENEM a aplicação) Os dínamos são geradores de energia elétrica utilizados em bicicletas para acender uma pequena lâmpada. Para isso, é necessário que a parte móvel esteja em contato com o pneu da bicicleta e, quando ela entra em movimento, é gerada energia elétrica para acender a lâmpada. Dentro desse gerador, encontram-se um ímã e uma bobina. Disponível em: Acesso em: 1 maio O princípio de funcionamento desse equipamento é explicado pelo fato de que a A) corrente elétrica no circuito fechado gera um campo magnético nessa região. B) bobina imersa no campo magnético em circuito fechado gera uma corrente elétrica. C) bobina em atrito com o campo magnético no circuito fechado gera uma corrente elétrica. D) corrente elétrica é gerada em circuito fechado por causa da presença do campo magnético. E) corrente elétrica é gerada em circuito fechado quando há variação do campo magnético. 05. (NOVO ENEM-2011) O manual de funcionamento de um captador de guitarra elétrica apresenta o seguinte texto: Esse captador comum consiste de uma bobina, fios condutores enrolados em torno de um ima permanente. O campo magnético do ima induz o ordenamento dos polos magnéticos na corda da guitarra, que esta próxima a ele. Assim, quando a corda e tocada, as oscilações produzem variações, com o mesmo padrão, no fluxo magnético que atravessa a bobina. Isso induz uma corrente elétrica na bobina, que e transmitida ate o amplificador e, dai, para o alto-falante. Um guitarrista trocou as cordas originais de sua guitarra, que eram feitas de aço, por outras feitas de náilon. Com o uso dessas cordas, o amplificador ligado ao instrumento não emitia mais som, porque a corda de náilon A) isola a passagem de corrente elétrica da bobina para o alto-falante. B) varia seu comprimento mais intensamente do que ocorre com o aço. C) apresenta uma magnetização desprezível sob a ação do ímã permanente. D) induz correntes elétricas na bobina mais intensas que a capacidade do captador. E) oscila com uma frequência menor do que a que pode ser percebida pelo captador. 06. (NOVO ENEM-2014) Alguns sistemas de segurança incluem detectores de movimento. Nesses sensores, existe uma substância que se polariza na presença de radiação eletromagnética de certa região de frequência, gerando uma tensão que pode ser amplificada e empregada para efeito de controle. Quando uma pessoa se aproxima do sistema, a radiação emitida por seu corpo é detectada por esse tipo de sensor. WENDLlNG. M. Sensores. Disponível em: www2.feg.unesp.br. Acesso em: 7 maio 2014 (adaptado). A radiação captada por esse detector encontra-se na região de frequência a) da luz visível. b) do ultravioleta. c) do infravermelho. d) das micro-ondas. e) das ondas longas de rádio. 169

170 07. (NOVO ENEM-2014) O funcionamento dos geradores de usinas elétricas baseia-se no fenômeno da indução eletromagnética, descoberto por Michael Faraday no século XIX. Pode-se observar esse fenômeno ao se movimentar um ímã e uma espira em sentidos opostos com módulo da velocidade igual a v, induzindo uma corrente elétrica de intensidade i, como ilustrado na figura. A fim de se obter uma corrente com o mesmo sentido da apresentada na figura, utilizando os mesmos materiais, outra possibilidade é mover a espira para a a) a esquerda e o ímã para a direita com polaridade invertida. b) direita e o ímã para a esquerda com polaridade invertida. c) esquerda e o ímã para a esquerda com mesma polaridade. d) direita e manter o ímã em repouso com polaridade invertida. e) esquerda e manter o ímã em repouso com mesma polaridade. MOVIMENTO ONDULATÓRIO 01. (NOVO ENEM-2009-MODELOS) Um dos modelos usados na caracterização dos sons ouvidos pelo ser humano baseia-se na hipótese de que ele funciona como um tubo ressonante. Neste caso, os sons externos produzem uma variação de pressão do ar no interior do canal auditivo, fazendo a membrana (tímpano) vibrar. Esse modelo pressupõe que o sistema funciona de forma equivalente à propagação de ondas sonoras em tubos com uma das extremidades fechadas pelo tímpano. As frequências que apresentam ressonância com o canal auditivo têm sua intensidade reforçada, enquanto outras podem ter sua intensidade atenuada. Considere que, no caso de ressonância, ocorra um nó sobre o tímpano e ocorra um ventre da onda na saída do canal auditivo, de comprimento L igual a 3,4 cm. Assumindo que a velocidade do som no ar (v) é igual a 340 m/s, a frequência do primeiro harmônico (frequência fundamental, n = 1) que se formaria no canal, ou seja, a frequência mais baixa que seria reforçada por uma ressonância no canal auditivo, usando este modelo é (A) 0,025 khz, valor que considera a frequência do primeiro harmônico como igual a nv/4l e equipara o ouvido a um tubo com ambas as extremidades abertas. (B) 2,5 khz, valor que considera a frequência do primeiro harmônico como igual a nv/4l e equipara o ouvido a um tubo com uma extremidade fechada. (C) 10 khz, valor que considera a frequência do primeiro harmônico como igual a nv/l e equipara o ouvido a um tubo com ambas as extremidades fechadas. (D) khz, valor que expressa a frequência do primeiro harmônico como igual a nv/l, aplicável ao ouvido humano. (E) khz, valor que expressa a frequência do primeiro harmônico como igual a nv/l, aplicável ao ouvido e a tubo aberto e fechado. 170

171 02. (NOVO ENEM-2009-anulada) A ultrassonografia, também chamada de ecografia, é uma técnica de geração de imagens muito usada em medicina. Ela se baseia na reflexão que ocorre quando um pulso de ultrassom, emitido pelo aparelho colocado em contato com a pele, atravessa a superfície que separa um órgão do outro, produzindo ecos que podem ser captados de volta pelo aparelho. Para a observação de detalhes do interior do corpo, os pulsos sonoros emitidos têm frequências altíssimas, de até 30 MHz, ou seja, 30 milhões de oscilações a cada segundo. A determinação de distâncias entre órgãos do corpo humano feita com esse aparelho fundamenta-se em duas variáveis imprescindíveis: (A) a intensidade do som produzido pelo aparelho e a frequência desses sons. (B) A quantidade de luz usada para gerar as imagens no aparelho e a velocidade do som nos tecidos. (C) a quantidade de pulsos emitidos pelo aparelho a cada segundo e a frequência dos sons emitidos pelo aparelho. (D) a velocidade do som no interior dos tecidos e o tempo entre os ecos produzidos pelas superfícies dos órgãos. (E) o tempo entre os ecos produzidos pelos órgãos e a quantidade de pulsos emitidos a cada segundo pelo aparelho. 03. (NOVO ENEM-2009-anulada) Os radares comuns transmitem microondas que refletem na água, gelo e outras partículas na atmosfera. Podem, assim, indicar apenas o tamanho e a distância das partículas, tais como gotas de chuva. O radar Doppler, além disso, é capaz de registrar a velocidade e a direção na qual as partículas se movimentam, fornecendo um quadro do fluxo de ventos em diferentes elevações. Nos Estado Unidos, a Nexrad, uma rede de 158 radares Doppler, montada na década de 1990 pela Diretoria Nacional Oceânica e Atmosférica (NOAA), permite que o Serviço Meteorológico Nacional (NWS) emita alertas sobre situações do tempo potencialmente perigosas com um grau de certeza muito maior. O pulso da onda do radar ao atingir uma gota de chuva, devolve uma pequena parte de sua energia numa onda de retorno, que chega ao disco do radar antes que ele emita a onda seguinte. Os radares da Nexrad transmitem entre 860 e 1300 pulsos por segundo, na frequência de 3000 MHz. FISCHETTI, M., Radar Metereológico: Sinta o Vento. Scientific American Brasil, n. 08, São Paulo, jan No radar Doppler, a diferença entre as frequências emitidas e recebidas pelo radar é dada por f = (2 u r /c)f 0 onde u r é a velocidade relativa entre a fonte e o receptor, c = 3,0x10 8 m/s é a velocidade da onda eletromagnética, e f 0 é a frequência emitida pela fonte. Qual é a velocidade, em km/h, de uma chuva, para a qual se registra no radar Doppler uma diferença de frequência de 300 Hz? (A)1,5 km/h (B) 5,4 km/h (C) 15 km/h (D) 54 km/h (E) 108 km/h 04. (NOVO ENEM a aplicação) As ondas eletromagnéticas, como a luz visível e as ondas de rádio, viajam em linha reta em um meio homogêneo. Então, as ondas de rádio emitidas na região litorânea do Brasil não alcançariam a região amazônica do Brasil por causa da curvatura da Terra. Entretanto sabemos que é possível transmitir ondas de rádio entre essas localidades devido à ionosfera. Com ajuda da ionosfera, a transmissão de ondas planas entre o litoral do Brasil e a região amazônica é possível por meio da A) reflexão. B) refração. C) difração. D) polarização. E) interferência. 171

172 05. (NOVO ENEM a aplicação) Um garoto que passeia de carro com seu pai pela cidade, ao ouvir o rádio, percebe que a sua estação de rádio preferida, a 94,9 FM, que opera na banda de frequência de megahertz, tem seu sinal de transmissão superposto pela transmissão de uma rádio pirata de mesma frequência que interfere no sinal da emissora do centro em algumas regiões da cidade. Considerando a situação apresentada, a rádio pirata interfere no sinal da rádio do centro devido à A) atenuação promovida pelo ar nas radiações emitidas. B) maior amplitude da radiação emitida pela estação do centro. C) diferença de intensidade entre as fontes emissoras de ondas. D) menor potência de transmissão das ondas da emissora pirata. E) semelhança dos comprimentos de onda das radiações emitidas. 06. (NOVO ENEM a aplicação) Ao contrário dos rádios comuns (AM ou FM), em que uma única antena transmissora é capaz de alcançar toda a cidade, os celulares necessitam de várias antenas para cobrir um vasto território. No caso dos rádios FM, a frequência de transmissão está na casa dos MHz (ondas de rádio), enquanto, para os celulares, a frequência está na casa dos GHz (micro-ondas). Quando comparado aos rádios comuns, o alcance de um celular é muito menor. Considerando-se as informações do texto, o fator que possibilita essa diferença entre propagação das ondas de rádio e as de micro-ondas é que as ondas de rádio são A) facilmente absorvidas na camada da atmosfera superior conhecida como ionosfera. B) capazes de contornar uma diversidade de obstáculos como árvores, edifícios e pequenas elevações. C) mais refratadas pela atmosfera terrestre, que apresenta maior índice de refração para as ondas de rádio. D) menos atenuadas por interferência, pois o número de aparelhos que utilizam ondas de rádio é menor. E) constituídas por pequenos comprimentos de onda que lhes conferem um alto poder de penetração em materiais de baixa densidade. 07. (NOVO ENEM-2011) O processo de interpretação de imagens capturadas por sensores instaladas a bordo de satélites que imageiam determinadas faixas ou bandas do espectro de radiação eletromagnética (REM) baseia-se na interação dessa radiação com os objetos presentes sobre a superfície terrestre. Uma das formas de avaliar essa interação e por meio da quantidade de energia refletida pelos objetos. A relação entre a refletância de um dado objeto e o comprimento de onda da REM e conhecida como curva de comportamento espectral ou assinatura espectral do objeto, como mostrado na figura, para objetos comuns na superfície terrestre. De acordo com as curvas de assinatura espectral apresentadas na figura, para que se obtenha a melhor discriminação dos alvos mostrados, convém selecionar a banda correspondente a que comprimento de onda em micrômetros (μm)? A) 0,4 a 0,5. B) 0,5 a 0,6. C) 0,6 a 0,7. D) 0,7 a 0,8. E) 0,8 a 0,9. 172

173 08. (NOVO ENEM-2011) Uma equipe de cientistas lançará uma expedição ao Titanic para criar um detalhado mapa 3D que vai tirar, virtualmente, o Titanic do fundo do mar para o público. A expedição ao local, a 4 quilômetros de profundidade no Oceano Atlântico, está sendo apresentada como a mais sofisticada expedição científica ao Titanic. Ela utilizará tecnologias de imagem e sonar que nunca tinha sido aplicadas ao navio, para obter o mais completo inventário de seu conteúdo. Esta complementação é necessária em razão das condições do navio, naufragado há um século. O Estado de São Paulo. Disponível em: Acesso em: 27 jul (adaptado). No problema apresentado para gerar imagens através de camadas de sedimentos depositados no navio, o sonar é mais adequado, pois a A) propagação da luz na água ocorre a uma velocidade maior que a do som neste meio. B) absorção da luz ao longo de uma camada de água é facilitada enquanto a absorção do som não. C) refração da luz a uma grande profundidade acontece com uma intensidade menor que a do som. D) atenuação da luz nos materiais analisados é distinta da atenuação de som nestes mesmos materiais. E) reflexão da luz nas camadas de sedimentos é menos intensa do que a reflexão do som neste material. 09. (NOVO ENEM-2011) Ao diminuir o tamanho de um orifício atravessado por um feixe de luz, passa menos luz por intervalo de tempo, e próximo da situação de completo fechamento do orifício, verificase que a luz apresenta um comportamento como o ilustrado nas figuras. Sabe-se que o som, dentro de suas particularidades, também pode se comportar dessa forma. Em qual das situações a seguir está representado o fenômeno descrito no texto? a) Ao se esconder atrás de um muro, um menino ouve a conversa de seus colegas. b) Ao gritar diante de um desfiladeiro, uma pessoa ouve a repetição do seu próprio grito. c) Ao encostar o ouvido no chão, um homem percebe o som de uma locomotiva antes de ouvi-lo pelo ar. d) Ao ouvir uma ambulância se aproximando, uma pessoa percebe o som mais agudo do que quando aquela se afasta. e) Ao emitir uma nota musical muito aguda, uma cantora de ópera faz com que uma taça de cristal se despedace. 10. (NOVO ENEM-2012) Em um dia de chuva muito forte, constatou-se uma goteira sobre o centro de uma piscina coberta, formando um padrão de ondas circulares, Nessa situação, observou-se que caíam duas gotas a cada segundo. A quantidade entre duas cristas consecutivas era de 25 cm e cada uma delas se aproximava da borda da piscina com velocidade de 1,0 m/s. Após algum tempo a chuva diminuiu e a goteira passou a cair uma vez por segundo. Com a diminuição da chuva, a distância entre as cristas e a velocidade de propagação da onda se tornaram, respectivamente, A) maior que 25 cm e maior que 1,0m/s. B) maior que 25 cm e igual a 1,0 m/s. C) menor que 25 cm e menor que 1,0 m/s. D) menor que 25 cm e igual a 1,0 m/s. E) igual a 25 cm e igual a 1,0 m/s. 173

174 11. (NOVO ENEM-2012) Nossa pele possui células que reagem à incidência de luz ultravioleta e produzem uma substância chamada melanina, responsável pela pigmentação da pele. Pensando em se bronzear, uma garota vestiu um biquíni, acendeu a luz de seu quarto e deitou-se exatamente abaixo da lâmpada incandescente. Após várias horas ela percebeu que não conseguiu resultado algum. O bronzeamento não ocorreu porque a luz emitida pela lâmpada incandescente é de: a) Baixa intensidade. b) Baixa frequência. c) Um espectro contínuo. d) Amplitude inadequada. e) Curto comprimento de onda. 12. (NOVO ENEM-2013) Uma manifestação comum das torcidas em estádios de futebol é a ola mexicana. Os espectadores de uma linha, sem sair do lugar e sem se deslocarem lateralmente, ficam de pé e se sentam, sincronizados com os da linha adjacente. O efeito coletivo se propaga pelos espectadores do estádio, formando uma onda progressiva, conforme ilustração. Calcula-se que a velocidade de propagação dessa onda humana é 45 km/h e que cada período de oscilação contém 16 pessoas, que se levantam e sentam organizadamente distanciadas entre si por 80 cm. Nessa ola mexicana, a frequência da onda, em hertz, é um valor mais próximo de a) 0,3. b) 0,5. c) 1,0. d) 1,9. e) 3,7 13. (NOVO ENEM-2013) Em viagens de avião, é solicitado aos passageiros o desligamento de todos os aparelhos cujo funcionamento envolva a emissão ou a recepção de ondas eletromagnéticas. O procedimento é utilizado para eliminar fontes de radiação que possam interferir nas comunicações via rádio dos pilotos com a torre de controle. A propriedade das ondas emitidas que justifica o procedimento adotado é o fato de a) terem fases opostas. b) serem ambas audíveis. c) terem intensidades inversas. d) serem de mesma amplitude. e) terem frequências próximas. 14. (ENEM-2013) Em um piano, o Dó central e a próxima nota Dó (Dó maior) apresentam sons parecidos, mas não idênticos. É possível utilizar programas computacionais para expressar o formato dessas ondas sonoras em cada uma das situações como apresentado nas figuras, em que estão indicados intervalos de tempo idênticos (T). A razão entre as frequências do Dó central e do Dó maior é de: a) b) 2 c) 1 d) e) 4 174

175 15. (ENEM-2014) Ao sintonizarmos uma estação de rádio ou um canal de TV em um aparelho, estamos alterando algumas características elétricas de seu circuito receptor. Das inúmeras ondas eletromagnéticas que chegam simultaneamente ao receptor, somente aquelas que oscilam com determinada frequência resultarão em máxima absorção de energia. O fenômeno descrito é a a) difração. b) refração. c) polarização. d) interferência. e) ressonância. 16. (ENEM-2014) Quando adolescente, as nossas tardes, após as aulas, consistiam em tomar às mãos o violão e o dicionário de acordes de Almir Chediak e desafiar nosso amigo Hamilton a descobrir, apenas ouvindo o acorde, quais notas eram escolhidas. Sempre perdíamos a aposta, ele possui o ouvido absoluto. O ouvido absoluto é uma característica perceptual de poucos indivíduos capazes de identificar notas isoladas sem outras referências, isto é, sem precisar relacioná-las com outras notas de uma melodia. LENT, R. O cérebro do meu professor de acordeão. Disponível em: Acesso em: 15 ago (adaptado). No contexto apresentado, a propriedade física das ondas que permite essa distinção entre as notas é a a) frequência. b) intensidade. c) forma da onda. d) amplitude da onda. e) velocidade de propagação. CINEMÁTICA 01. (NOVO ENEM-2009-anulada) Uma das razões para pensar a física dos super-heróis é, acima de tudo, uma forma divertida de explorar muitos fenômenos físicos interessantes, desde fenômenos corriqueiros até eventos considerados fantásticos. A figura seguinte mostra o Super-homem lançando-se no espaço para chegar ao topo de um prédio de altura H. Seria possível admitir que com seus superpoderes ele estaria voando com propulsão própria, mas considere que ele tenha dado um forte salto. Nesse caso, sua velocidade final no ponto mais alto do salto deve ser zero, caso contrário, ele continuaria subindo. Sendo g a aceleração da gravidade, a relação entre a velocidade inicial v do Super-homem e a altura atingida é dada por v 2 = 2gH. A altura que o Super-homem alcança em seu salto depende do quadrado de sua velocidade inicial porque (A) a altura de seu pulo é proporcional à sua velocidade média multiplicada pelo tempo que ele permanece no ar ao quadrado. (B) o tempo que ele permanece no ar é diretamente proporcional à aceleração da gravidade e essa é diretamente proporcional à velocidade. (C) o tempo que ele permanece no ar é inversamente proporcional à aceleração da gravidade e essa é inversamente proporcional à velocidade média. (D) a aceleração do movimento deve ser elevada ao quadrado, pois existem duas acelerações envolvidas: a aceleração da gravidade e a aceleração do salto. (E) a altura do seu pulo é proporcional à sua velocidade média multiplicada pelo tempo que ele permanece no ar, e esse tempo também depende da sua velocidade inicial. 175

176 02. (NOVO ENEM a aplicação) Rua da Passagem Os automóveis atrapalham o trânsito. Gentileza é fundamental. Não adianta esquentar a cabeça. Menos peso do pé no pedal. O trecho da música, de Lenine e Arnaldo Antunes (1999), ilustra a preocupação com o trânsito nas cidades, motivo de uma campanha publicitária de uma seguradora brasileira. Considere dois automóveis, A e B, respectivamente conduzidos por um motorista imprudente e por um motorista consciente e adepto da campanha citada. Ambos se encontram lado a lado no instante inicial t = 0 s, quando avistam um semáforo amarelo (que indica atenção, parada obrigatória ao se tornar vermelho). O movimento de A e B pode ser analisado por meio de um gráfico, que representa a velocidade de cada automóvel em função do tempo. As velocidades dos veículos variam com o tempo em dois intervalos: (I) entre os instantes 10 s e 20 s; (II) entre os instantes 30 s e 40 s. De acordo com o gráfico, quais são os módulos das taxas de variação da velocidade do veículo conduzido pelo motorista imprudente, em m/s 2, nos intervalos (I) e (II), respectivamente? A) 1,0 e 3,0 B) 2,0 e 1,0 C) 2,0 e 1,5 D) 2,0 e 3,0 E) 10,0 e 30,0 03. (NOVO ENEM-2011) Para medir o tempo de reação de uma pessoa, pode-se realizar a seguinte experiência: I. Mantenha uma régua (com cerca de 30 cm) suspensa verticalmente, segurando-a pela extremidade superior, de modo que o zero da régua esteja situado na extremidade inferior. II. A pessoa deve colocar os dedos de sua mão, em forma de pinça, próximos do zero da régua, sem tocá-la. III. Sem aviso prévio, a pessoa que estiver segurando a régua deve soltá-la. A outra pessoa deve procurar segurá-la o mais rapidamente possível e observar a posição onde conseguiu segurar a régua, isto é, a distância que ela percorre durante a queda. O quadro seguinte mostra a posição em que três pessoas conseguiram segurar a régua e os respectivos tempos de reação. A distância percorrida pela régua aumenta mais rapidamente que o tempo de reação porque a A) energia mecânica da régua aumenta, o que a faz cair mais rápido. B) resistência do ar aumenta, o que faz a régua cair com menor velocidade. C) aceleração de queda da régua varia, o que provoca um movimento acelerado. D) forca peso da régua tem valor constante, o que gera um movimento acelerado. E) velocidade da régua e constante, o que provoca uma passagem linear de tempo. 176

177 04. (NOVO ENEM-2012) Para melhorar a mobilidade urbana na rede metroviária é necessário minimizar o tempo entre estações. Para isso a administração do metrô de uma grande cidade adotou o seguinte procedimento entre duas estações: a locomotiva parte do repouso com aceleração constante por um terço do tempo de percurso, mantém a velocidade constante por outro terço e reduz sua velocidade com desaceleração constante no trecho final, até parar. Qual é o gráfico de posição (eixo vertical) em função do tempo (eixo horizontal) que representa o movimento desse trem? 05. (NOVO ENEM-2012) Uma empresa de transportes precisa efetuar a entrega de uma encomenda o mais breve possível. Para tanto, a equipe de logística analisa o trajeto desde a empresa até o local de entrega. Ela verifica que o trajeto apresenta dois trechos de distâncias diferentes e velocidades máximas permitidas diferentes. No primeiro trecho, a velocidade máxima permitida é de 80 km/h e a distância a ser percorrida é de 80 km. No segundo trecho, cujo comprimento vale 60 km, a velocidade máxima permitida é de 120 km/h. Supondo que as condições de trânsito sejam favoráveis para que o veículo da empresa permitida, qual será o tempo necessário, em horas, para a realização da entrega? A) 0,7 B) 1,4 C) 1,5 D) 2,0 D) 3,0 177

178 CINEMÁTICA VETORIAL 01. (NOVO ENEM-2009) O Brasil pode se transformar no primeiro país das Américas a entrar no seleto grupo das nações que dispõem de trens-bala. O Ministério dos Transportes prevê o lançamento do edital de licitação internacional para a construção da ferrovia de alta velocidade Rio-São Paulo. A viagem ligará os 403 quilômetros entre a Central do Brasil, no Rio, e a Estação da Luz, no centro da capital paulista, em uma hora e 25 minutos. Disponível em: Acesso em: 14 jul Devido à alta velocidade, um dos problemas a ser enfrentado na escolha do trajeto que será percorrido pelo trem é o dimensionamento das curvas. Considerando-se que uma aceleração lateral confortável para os passageiros e segura para o trem seja de 0,1 g, em que g é a aceleração da gravidade (considerada igual a 10 m/s 2 ), e que a velocidade do trem se mantenha constante em todo o percurso, seria correto prever que as curvas existentes no trajeto deveriam ter raio de curvatura mínimo de, aproximadamente, (A) 80 m. (B) 430 m. (C) 800 m. (D) m. (E) m. 02. (NOVO ENEM-2013) Para serrar os ossos e carnes congeladas, um açougueiro utiliza uma serra de fita que possui três polias e um motor. O equipamento pode ser montado de duas formas diferentes, P e Q. Por questão de segurança, é necessário que a serra possua menor velocidade linear. Por qual montagem o açougueiro deve optar e qual a justificativa desta opção? a) Q, pois as polias 1 e 3 giram com velocidades lineares iguais em pontos periféricos e a que tiver maior raio terá menor frequência. b) Q, pois as polias 1 e 3 giram com frequência iguais e a que tiver maior raio terá menor velocidade linear em um ponto periférico. c) P, pois as polias 2 e 3 giram com frequências diferentes e a que tiver maior raio terá menor velocidade linear em um ponto periférico. d) P, pois as polias 1 e 2 giram com diferentes velocidades lineares em pontos periféricos e a que tiver menor raio terá maior frequência. e) Q, pois as polias 2 e 3 giram com diferentes velocidades lineares em pontos periféricos e a que tiver maior raio terá menor frequência. 178

179 03. (NOVO ENEM-2014) Um professor utiliza essa história em quadrinhos para discutir com os estudantes o movimento de satélites. Nesse sentido, pede a eles que analisem o movimento do coelhinho, considerando o módulo da velocidade constante. Desprezando a existência de forças dissipativas, o vetor aceleração tangencial do coelhinho, no terceiro quadrinho, é a) nulo. b) paralelo à sua velocidade linear e no mesmo sentido. c) paralelo à sua velocidade linear e no sentido oposto. d) perpendicular à sua velocidade linear e dirigido para o centro da Terra. e) perpendicular à sua velocidade linear e dirigido para fora da superfície da Terra. 04. (NOVO ENEM-2014) Christiaan Huygens, em 1656, criou o relógio de pêndulo. Nesse dispositivo, a pontualidade baseia-se na regularidade das pequenas oscilações do pêndulo. Para manter a precisão desse relógio, diversos problemas foram contornados. Por exemplo, a haste passou por ajustes até que, no início do século XX, houve uma inovação, que foi sua fabricação usando uma liga metálica que se comporta regularmente em um largo intervalo de temperaturas. YODER. J. G. Unrolling Time: Christiaan Huygens and the mathematization of nature. Cambridge: Cambridge University Press, 2004 (adaptado). Desprezando a presença de forças dissipativas e considerando a aceleração da gravidade constante, para que esse tipo de relógio realize corretamente a contagem do tempo, é necessário que o(a) a) comprimento da haste seja mantido constante. b) massa do corpo suspenso pela haste seja pequena. c) material da haste possua alta condutividade térmica. d) amplitude da oscilação seja constante a qualquer temperatura. e) energia potencial gravitacional do corpo suspenso se mantenha constante. 179

180 LEIS DE NEWTON 01. (NOVO ENEM-2009) O ônibus espacial Atlantis foi lançado ao espaço com cinco astronautas a bordo e uma câmera nova, que iria substituir uma outra danificada por um curto-circuito no telescópio Hubble. Depois de entrarem em órbita a 560 km de altura, os astronautas se aproximaram do Hubble. Dois astronautas saíram da Atlantis e se dirigiram ao telescópio. Ao abrir a porta de acesso, um deles exclamou: Esse telescópio tem a massa grande, mas o peso é pequeno. Considerando o texto e as leis de Kepler, pode-se afirmar que a frase dita pelo astronauta (A) se justifica porque o tamanho do telescópio determina a sua massa, enquanto seu pequeno peso decorre da falta de ação da aceleração da gravidade. (B) se justifica ao verificar que a inércia do telescópio é grande comparada à dele próprio, e que o peso do telescópio é pequeno porque a atração gravitacional criada por sua massa era pequena. (C) não se justifica, porque a avaliação da massa e do peso de objetos em órbita tem por base as leis de Kepler, que não se aplicam a satélites artificiais. (D) não se justifica, porque a força-peso é a força exercida pela gravidade terrestre, neste caso, sobre o telescópio e é a responsável por manter o próprio telescópio em órbita. (E) não se justifica, pois a ação da força-peso implica a ação de uma força de reação contrária, que não existe naquele ambiente. A massa do telescópio poderia ser avaliada simplesmente pelo seu volume. 02. (NOVO ENEM-2011) Partículas suspensas em um fluido apresentam continua movimentação aleatória, chamado movimento browniano, causado pelos choques das partículas que compõem o fluido. A ideia de um inventor era construir uma série de palhetas, montadas sobre um eixo, que seriam postas em movimento pela agitação das partículas ao seu redor. Como o movimento ocorreria igualmente em ambos os sentidos de rotação, o cientista concebeu um segundo elemento, um dente de engrenagem assimétrico. Assim, em escala muito pequena, este tipo de motor poderia executar trabalho, por exemplo, puxando um pequeno peso para cima. O esquema, que já foi testado, e mostrado a seguir. Inovação Tecnológica. Disponivel em: Acesso em: 22 jul (adaptado). A explicação para a necessidade do uso da engrenagem com trava é: A) O travamento do motor, para que ele não se solte aleatoriamente. B) A seleção da velocidade, controlada pela pressão nos dentes da engrenagem. C) O controle do sentido da velocidade tangencial, permitindo, inclusive, uma fácil leitura do seu valor. D) A determinação do movimento, devido ao caráter aleatório, cuja tendência é o equilíbrio. E) A escolha do ângulo a ser girado, sendo possível, inclusive, medi-lo pelo número de dentes da engrenagem. 180

181 03. (NOVO ENEM-2012) Os freios ABS são uma importante medida de segurança no trânsito, os quais funcionam para impedir o travamento das rodas do carro quando o sistema de freios é acionado, liberando as rodas quando estão no limiar do deslizamento. Quando as rodas travam, a força de frenagem é governada pelo atrito cinético. As representações esquemáticas da força de atrito fat entre os pneus e a pista, em função da pressão p aplicada no pedal de freio, para carros sem ABS e com ABS, respectivamente, são: 04. (NOVO ENEM-2013) Em um dia sem vento, ao saltar de um avião, um paraquedista cai verticalmente até atingir a velocidade limite. No instante em que o paraquedas é aberto (instante T A ), ocorre a diminuição de sua velocidade de queda. Algum tempo após a abertura do paraquedas, ele passa a ter velocidade de queda constante, que possibilita sua aterrissagem em segurança. Que gráfico representa a força resultante sobre o paraquedista, durante o seu movimento de queda? 05. (NOVO ENEM-2013) Uma pessoa necessita da força de atrito em seus pés para se deslocar sobre uma superfície. Logo, uma pessoa que sobe uma rampa em linha reta será auxiliada pela força de atrito exercida pelo chão em seus pés. Em relação ao movimento dessa pessoa, quais são a direção e o sentido da força de atrito mencionada no texto? a) Perpendicular ao plano e no mesmo sentido do movimento. b) Paralelo ao plano e no sentido contrário ao movimento. c) Paralelo ao plano e no mesmo sentido do movimento. d) Horizontal e no mesmo sentido do movimento. e) Vertical e sentido para cima. 181

182 06. (ENEM-2014) Para entender os movimentos dos corpos, Galileu discutiu o movimento de uma esfera de metal em dois planos inclinados sem atritos e com a possibilidade de se alterarem os ângulos de inclinação, conforme mostra a figura. Na descrição do experimento, quando a esfera de metal é abandonada para descer um plano inclinado de um determinado nível, ela sempre atinge, no plano ascendente, no máximo, um nível igual àquele em que foi abandonada. Galileu e o plano inclinado. Disponível em: 21 ago (adaptado). Se o ângulo de inclinação do plano de subida for reduzido a zero, a esfera a) manterá sua velocidade constante, pois o impulso resultante sobre ela será nulo. b) manterá sua velocidade constante, pois o impulso da descida continuará a empurrá-la. c) diminuirá gradativamente a sua velocidade, pois não haverá mais impulso para empurrá-la. d) diminuirá gradativamente a sua velocidade, pois o impulso resultante será contrário ao seu movimento. e) aumentará gradativamente a sua velocidade, pois não haverá nenhum impulso contrário ao seu movimento. 07. (ENEM-2014) o pêndulo de Newton pode ser constituído por cinco pêndulos idênticos suspensos em um mesmo suporte. Em um dado instante, as esferas de três pêndulos são deslocadas para a esquerda e liberadas, deslocando-se para a direita e colidindo elasticamente com as outras duas esferas, que inicialmente estavam paradas. O movimento dos pêndulos após a primeira colisão está representado em: 182

183 GRAVITAÇÃO UNIVERSAL 01. (NOVO ENEM-2009) Na linha de uma tradição antiga, o astrônomo grego Ptolomeu ( d.c.) afirmou a tese do geocentrismo, segundo a qual a Terra seria o centro do universo, sendo que o Sol, a Lua e os planetas girariam em seu redor em órbitas circulares. A teoria de Ptolomeu resolvia de modo razoável os problemas astronômicos da sua época. Vários séculos mais tarde, o clérigo e astrônomo polonês Nicolau Copérnico ( ), ao encontrar inexatidões na teoria de Ptolomeu, formulou a teoria do heliocentrismo, segundo a qual o Sol deveria ser considerado o centro do universo, com a Terra, a Lua e os planetas girando circularmente em torno dele. Por fim, o astrônomo e matemático alemão Johannes Kepler ( ), depois de estudar o planeta Marte por cerca de trinta anos, verificou que a sua órbita é elíptica. Esse resultado generalizou-se para os demais planetas. A respeito dos estudiosos citados no texto, é correto afirmar que (A) Ptolomeu apresentou as ideias mais valiosas, por serem mais antigas e tradicionais. (B) Copérnico desenvolveu a teoria do heliocentrismo inspirado no contexto político do Rei Sol. (C) Copérnico viveu em uma época em que a pesquisa científica era livre e amplamente incentivada pelas autoridades. (D) Kepler estudou o planeta Marte para atender às necessidades de expansão econômica e científica da Alemanha. (E) Kepler apresentou uma teoria científica que, graças aos métodos aplicados, pôde ser testada e generalizada. 02. (NOVO ENEM a aplicação) Júpiter, conhecido como o gigante gasoso, perdeu uma das suas listras mais proeminentes, deixando o seu hemisfério sul estranhamente vazio. Observe a região em que a faixa sumiu, destacada pela seta. Disponível em: Acesso em 12 maio 2010 (adaptado). A aparência de Júpiter é tipicamente marcada por duas faixas escuras em sua atmosfera uma no hemisfério norte e outra no hemisfério sul. Como o gás está constantemente em movimento, o desaparecimento da faixa no planeta relaciona-se ao movimento das diversas camadas de nuvens em sua atmosfera. A luz do Sol, refletida nessas nuvens, gera a imagem que é captada pelos telescópios, no espaço ou na Terra. O desaparecimento da faixa sul pode ter sido determinado por uma alteração A) na temperatura da superfície do planeta. B) no formato da camada gasosa do planeta. C) no campo gravitacional gerado pelo planeta. D) na composição química das nuvens do planeta. E) na densidade das nuvens que compõem o planeta. 183

184 03. (NOVO ENEM-2012) A característica que permite identificar um planeta no céu é o seu movimento relativo às estrelas fixas. Se observarmos a posição de um planeta por vários dias, verificaremos que sua posição em relação às estrelas fixas se modifica regularmente. A figura destaca o movimento de Marte observado em intervalos de 10 dias, registrado da Terra. Qual causa de forma da trajetória do planeta Marte registrada na figura? A) a maior velocidade orbital da Terra faz com que, em certas épocas, ela ultrapasse Marte. B) a presença de outras estrelas faz com que sua trajetória seja desviada por meio da atração gravitacional. C) a órbita de Marte, em torno do Sol, possui uma forma elíptica mais acentuada que a dois demais planetas. D) a atração gravitacional entre a Terra e Marte faz com que este planeta apresente uma órbita irregular em torno do Sol. E) a proximidade de Marte com Júpiter, em algumas épocas do ano, faz com que a atração gravitacional de Júpiter interfira em seu movimento. HIDROSTÁTICA 01. (NOVO ENEM-2009-anulada) O controle de qualidade é uma exigência da sociedade moderna na qual os bens de consumo são produzidos em escala industrial. Nesse controle de qualidade são determinados parâmetros que permitem checar a qualidade de cada produto. O álcool combustível é um produto de amplo consumo muito adulterado, pois recebe adição de outros materiais para aumentar a margem de lucro de quem o comercializa. De acordo com a Agência Nacional de Petróleo (ANP), o álcool combustível deve ter densidade entre 0,805 g/cm 3 e 0,811 g/cm 3. Em algumas bombas de combustível a densidade do álcool pode ser verificada por meio de um densímetro similar ao desenho abaixo, que consiste em duas bolas com valores de densidade diferentes e verifica quando o álcool está fora da faixa permitida. Na imagem, são apresentadas situações distintas para três amostras de álcool combustível. A respeito das amostras ou do densímetro, pode-se afirmar que A) a densidade da bola escura deve ser igual a 0,811 g/cm 3. B) a amostra 1 possui densidade menor do que a permitida. C) a bola clara tem densidade igual à densidade da bola escura. D) a amostra que está dentro do padrão estabelecido é a de número 2. E) o sistema poderia ser feito com uma única bola de densidade entre 0,805 g/cm 3 e 0,811 g/cm

185 02. (NOVO ENEM-2009-anulada) O uso da água do subsolo requer o bombeamento para um reservatório elevado. A capacidade de bombeamento (litros/hora) de uma bomba hidráulica depende a pressão máxima de bombeio, conhecida com altura manométrica H (em metros), do comprimento L da tubulação que se estende da bomba até o reservatório (em metros), da altura de bombeio h (em metros) e do desempenho da bomba (exemplificado no gráfico). De acordo com os dados a seguir, obtido de um fabricante de bombas, para se determinar a quantidade de litros bombeados por hora para o reservatório com uma determinada bomba, deve-se: 1 Escolher a linha apropriada na tabela correspondente à altura (h), em metros, da entrada de água na bomba até o reservatório. 2 Escolher a coluna apropriada, correspondente ao comprimento total da tubulação (L), em metros, da bomba até o reservatório. 3 Ler a altura manométrica (H) correspondente ao cruzamento das respectivas linha e coluna na tabela. 4 Usar a altura manométrica no gráfico de desempenho para ler a vazão correspondente. Considere que se deseja usar uma bomba, cujo desempenho é descrito pelos dados acima, para encher um reservatório de L que se encontra 30 m acima da entrada da bomba. Para fazer a tubulação entre a bomba e o reservatório seriam usados 200 m de cano. Nessa situação, é de se esperar que a bomba consiga encher o reservatório (A) entre 30 e 40 minutos. (B) em menos de 30 minutos. (C) Em mais de 1h e 40 minutos. (D) Entre 40 minutos e 1h e 10 minutos. (E) Entre 1h e 10 minutos e 1h e 40 minutos. 185

186 03. (NOVO ENEM-2009-anulada) O pó de café jogado no lixo caseiro e, principalmente, as grandes quantidades descartadas em bares e restaurantes poderão se transformar em uma nova opção de matéria prima para a produção de biodiesel, segundo estudo da Universidade de Nevada (EUA). No mundo, são cerca de 8 bilhões de quilogramas de pó de café jogados no lixo por ano. O estudo mostra que o café descartado tem 15% de óleo, o qual pode ser convertido em biodiesel pelo processo tradicional. Além de reduzir significativamente emissões prejudiciais, após a extração do óleo, o pó de café é ideal como produto fertilizante para jardim. Revista Ciência e Tecnologia no Brasil. n o 155, jan.2009 Considere o processo descrito e a densidade do biodiesel igual a 900 kg/m 3. A partir da quantidade de pó de café jogada no lixo por ano, a produção de biodiesel seria equivalente a (A) 1,08 bilhões de litros. (B) 1,20 bilhões de litros. (C) 1,33 bilhões de litros. (D) 8,00 bilhões de litros. (E) 8,80 bilhões de litros. 04. (NOVO ENEM a aplicação) Durante uma obra em um clube, um grupo de trabalhadores teve de remover uma escultura de ferro maciço colocada no fundo de uma piscina vazia. Cinco trabalhadores amarraram cordas à escultura e tentaram puxá-la para cima, sem sucesso. Se a piscina for preenchida com água, ficará mais fácil para os trabalhadores removerem a escultura, pois a A) escultura flutuará. Dessa forma. os homens não precisarão fazer força para remover a escultura do fundo. B) escultura ficará com peso menor, Dessa forma, a intensidade da força necessária para elevar a escultura será menor. C) água exercerá uma força na escultura proporcional a sua massa, e para cima. Esta força se somará á força que os trabalhadores fazem para anular a ação da força peso da escultura. D) água exercerá uma força na escultura para baixo, e esta passará a receber uma força ascendente do piso da piscina. Esta força ajudará a anular a ação da força peso na escultura. E) água exercerá uma força na escultura proporcional ao seu volume, e para cima. Esta força se somará à força que os trabalhadores fazem, podendo resultar em uma força ascendente maior que o peso da escultura. 05. (NOVO ENEM a aplicação) Um brinquedo chamado ludião consiste em um pequeno frasco de vidro, parcialmente preenchido com água, que é emborcado (virado com a boca para baixo) dentro de uma garrafa PET cheia de água e tampada. Nessa situação, o frasco fica na parte superior da garrafa, conforme mostra a FIGURA 1. Quando a garrafa é pressionada, o frasco se desloca para baixo, como mostrado na FIGURA 2. Ao apertar a garrafa, o movimento de descida do frasco ocorre porque A) diminui a força para baixo que a água aplica no frasco. B) aumenta a pressão na parte pressionada da garrafa. C) aumenta a quantidade de água que fica dentro do frasco. D) diminui a força de resistência da água sobre o frasco. E) diminui a pressão que a água aplica na base do frasco. 186

187 06. (NOVO ENEM a aplicação) Com a frequente adulteração de combustíveis, além de fiscalização, há necessidade de prover meios para que o consumidor verifique a qualidade do combustível. Para isso, nas bombas de combustível existe um densímetro, semelhante ao ilustrado na figura. Um tubo de vidro fechado fica imerso no combustível, devido ao peso das bolinhas de chumbo colocadas no seu interior. Uma coluna vertical central marca a altura de referência, que deve ficar abaixo ou no nível do combustível para indicar que sua densidade está adequada. Como o volume do líquido varia com a temperatura mais que o do vidro, a coluna vertical é preenchida com mercúrio para compensar variações de temperatura. De acordo com o texto, a coluna vertical de mercúrio, quando aquecida, A) indica a variação da densidade do combustível com a temperatura. B) mostra a diferença de altura da coluna a ser corrigida. C) mede a temperatura ambiente no momento do abastecimento. D) regula a temperatura do densímetro de acordo com a do ambiente. E) corrige a altura de referência de acordo com a densidade do líquido 07. (NOVO ENEM-2011) Em um experimento realizado para determinar a densidade da água de um lago, foram utilizados alguns materiais conforme ilustrado: um dinamômetro D com graduação de 0 N a 50 N e um cubo maciço e homogêneo de 10 cm de aresta e 3 kg de massa. Inicialmente, foi conferida a calibração do dinamômetro, constatando-se a leitura de 30 N quando o cubo era preso ao dinamômetro e suspenso no ar. Ao mergulhar o cubo na água do lago, até que metade do seu volume ficasse submersa, foi registrada a leitura de 24 N no dinamômetro. Considerando que a aceleração da gravidade local e de 10 m/s 2, a densidade de água do lago, em g/cm 3, é A) 0,6. B) 1,2. C) 1,5. D) 2,4. E) 4, (NOVO ENEM-2011) Um tipo de vaso sanitário que vem substituindo as válvulas de descarga está esquematizado na figura. Ao acionar a alavanca, toda a água do tanque é escoada e aumenta o nível no vaso, até cobrir o sifão. De acordo com o Teorema de Stevin, quanto maior a profundidade, maior a pressão. Assim, a água desce levando os rejeitos até o sistema de esgoto. A válvula da caixa de descarga se fecha e ocorre o seu enchimento. Em relação às válvulas de descarga, esse tipo de sistema proporciona maior economia de água. A característica de funcionamento que garante essa economia é devida a) à altura do sifão de água. b) ao volume do tanque de água. c) à altura do nível de água no vaso. d) ao diâmetro do distribuidor de água. e) à eficiência da válvula de enchimento do tanque. 187

188 09. (NOVO ENEM-2012) Um consumidor desconfia que a balança do supermercado não está aferindo corretamente a massa dos produtos. Ao chegar a casa resolve conferir se a balança estava descalibrada. Para isso, utiliza um recipiente provido de escala volumétrica, contendo 1,0 litro d água. Ele coloca uma porção dos legumes que comprou dentro do recipiente e observa que a água atinge a marca de 1,5 litro e também que a porção não ficara totalmente submersa, com 1/3 de seu volume fora d água. Para concluir o teste, o consumidor, com ajuda da internet, verifica que a densidade dos legumes, em questão, é a metade da densidade da água, onde, ρ água = 1 g/cm 3. No supermercado a balança registrou a massa da porção de legumes igual a 0,500 kg (meio quilograma). Considerando que o método adotado tenha boa precisão, o consumidor concluiu que a balança estava descalibrada e deveria ter registrado a massa da porção de legumes igual a, A) kg. B) 0,167 kg. C) 0,250 kg. D) 0,375 kg. E) 0,750 kg 10. (NOVO ENEM-2012) Um dos problemas ambientais vivenciados pela agricultura hoje em dia é a compactação do solo, devida ao intenso tráfego de máquinas cada vez mais pesadas, reduzindo a produtividade das culturas. Uma das formas de prevenir o problema de compactação do solo é substituir os pneus dos tratores por pneus mais a) largos, reduzindo a pressão sobre o solo. b) estreitos, reduzindo a pressão sobre o solo. c) largos, aumentando a pressão sobre o solo. d) estreitos, aumentando a pressão sobre o solo. e) altos, reduzindo a pressão sobre o solo. 11. (NOVO ENEM-2012) O manual que acompanha uma ducha higiênica informa que a pressão mínima da água para o seu funcionamento apropriado é de 20 kpa. A figura mostra a instalação hidráulica com a caixa d água e o cano ao qual deve ser conectada a ducha. O valor da pressão da água na ducha está associado à altura a) h 1. b) h 2. c) h 3. d) h 4. e) h

189 12. (NOVO ENEM-2013) Para realizar um experimento com uma garrafa PET cheia d água, perfurou-se a lateral da garrafa em três posições a diferentes alturas. Com a garrafa tampada, a água não vazou por nenhum dos orifícios, e, com a garrafa destampada, observou-se o escoamento da água conforme ilustrado na figura. Como a pressão atmosférica interfere no escoamento da água, nas situações com a garrafa tampada e destampada, respectivamente? a) Impede a saída de água, por ser maior que a pressão interna; não muda a velocidade de escoamento, que só depende da pressão da coluna de água. b) Impede a saída de água, por ser maior que a pressão interna; altera a velocidade de escoamento, que é proporcional à pressão atmosférica na altura do furo. c) Impede a entrada de ar, por ser menor que a pressão interna; altera a velocidade de escoamento, que é proporcional à pressão atmosférica na altura do furo. d) Impede a saída de água, por ser maior que a pressão interna; regula a velocidade de escoamento, que só depende da pressão atmosférica. e) Impede a saída de água, por ser maior que a pressão interna; regula a velocidade de escoamento, que só depende da pressão atmosférica. 13. (NOVO ENEM-2014) Uma pessoa, lendo o manual de uma ducha que acabou de adquirir para a sua casa, observa o gráfico, que relaciona a vazão na ducha com a pressão, medida em metros de coluna de água (mca). Nessa casa residem quatro pessoas. Cada uma delas toma um banho por dia, com duração média de 8 minutos, permanecendo o registro aberto com vazão máxima durante esse tempo. A ducha é instalada em um ponto seis metros abaixo do nível da lâmina de água, que se mantém constante dentro do reservatório. Ao final de 30 dias, esses banhos consumirão um volume de água, em litros, igual a a) b) c) d) e)

190 ENERGIA 01. (NOVO ENEM-2009-MODELOS) No século XXI, racionalizar o uso da energia é uma necessidade imposta ao homem devido ao crescimento populacional e aos problemas climáticos que o uso da energia, nos moldes em que vem sendo feito, tem criado para o planeta. Assim, melhorar a eficiência no consumo global de energia torna-se imperativo. O gráfico, a seguir, mostra a participação de vários setores da atividade econômica na composição do PIB e sua participação no consumo final de energia no Brasil. PATUSCO, J. A. M. Energia e economia no Brasil Economia & Energia, n. 35, nov./dez., Disponível em:< Acesso em: 20 mar (com adaptações). Considerando os dados apresentados, a fonte de energia primária para a qual uma melhoria de 10% na eficiência de seu uso resultaria em maior redução no consumo global de energia seria (A) o carvão. (B) o petróleo. (C) a biomassa. (D) o gás natural. (E) a hidroeletricidade. 02. (NOVO ENEM-2009-anulada) A energia geotérmica tem sua origem no núcleo derretido da Terra, onde as temperaturas atingem 4.000ºC. Essa energia é primeiramente produzida pela decomposição de materiais radioativos dentro do planeta. Em fontes geotérmicas, a água, aprisionada em um reservatório subterrâneo, é aquecida pelas rochas ao redor e fica submetida a altas pressões, podendo atingir temperaturas de até 370ºC sem entrar em ebulição. Ao ser liberada na superfície, à pressão ambiente, ela se vaporiza e se resfria, formando fontes ou gêiseres. O vapor de poços geotérmicos é separado da água e é utilizado no funcionamento de turbinas para gerar eletricidade. A água quente pode ser utilizada para aquecimento direto ou em usinas de dessalinização. HINRICHS, Roger. A Energia e o Meio Ambiente. São Paulo: Pioneira Thomson Leaming, 2003 (adaptado). Sob o aspecto da conversão de energia, as usinas geotérmicas (A) funcionam com base na conversão de energia potencial gravitacional em energia térmica. (B) Transformam inicialmente a energia solar em energia cinética e, depois, em energia térmica. (C) Podem aproveitar a energia química transformada em térmica no processo de dessalinização. (D) Assemelham-se às usinas nucleares no que diz respeito à conversão de energia térmica em cinética e, depois, em elétrica. (E) Utilizam a mesma fonte primária de energia que as usinas nucleares, sendo, portanto, semelhantes os riscos decorrentes de ambas. 190

191 03. (NOVO ENEM-2009-anulada) Considere a ação de se ligar uma bomba hidráulica elétrica para captar água de um poço e armazená-la em uma caixa d'água localizada alguns metros acima do solo. As etapas seguidas pela energia entre a usina hidroelétrica e a residência do usuário podem ser divididas da seguinte forma: I - na usina: água flui da represa até a turbina, que aciona o gerador para produzir energia elétrica; II - na transmissão: no caminho entre a usina e a residência do usuário a energia elétrica flui por condutores elétricos; III - na residência: a energia elétrica aciona um motor cujo eixo está acoplado ao de uma da bomba hidráulica e, ao girar, cumpre a tarefa de transferir água do poço para a caixa. As etapas I, II e III acima mostram, de forma resumida e simplificada, a cadeia de transformações de energia que se processam desde a fonte de energia primária até o seu uso final. A opção que detalha o que ocorre em cada etapa é: (A) Na etapa I, energia potencial gravitacional da água armazenada na represa transforma-se em energia potencial da água em movimento na tubulação, a qual, lançada na turbina, causa a rotação do eixo do gerador elétrico e a correspondente energia cinética, dá lugar ao surgimento de corrente elétrica. (B) Na etapa I, parte do calor gerado na usina se transforma em energia potencial na tubulação, no eixo da turbina e dentro do gerador; e também por efeito Joule no circuito interno do gerador. (C) Na etapa II, elétrons movem-se nos condutores que formam o circuito entre o gerador e a residência; nessa etapa, parte da energia elétrica transforma-se em energia térmica por efeito Joule nos condutores e parte se transforma em energia potencial gravitacional. (D) Na etapa III, a corrente elétrica é convertida em energia térmica, necessária ao acionamento do eixo da bomba hidráulica, que faz a conversão em energia cinética ao fazer a água fluir do poço até a caixa, com ganho de energia potencial gravitacional pela água. (E) Na etapa III, parte da energia se transforma em calor devido a forças dissipativas (atrito) na tubulação; e também por efeito Joule no circuito interno do motor; outra parte é transformada em energia cinética da água na tubulação e potencial gravitacional da água na caixa d'água. 04. (NOVO ENEM-2009) A atmosfera terrestre é composta pelos gases nitrogênio (N 2 ) e oxigênio (O 2 ), que somam cerca de 99%, e por gases traços, entre eles o gás carbônico (CO 2 ), vapor de água (H 2 O), metano (CH 4 ), ozônio (O 3 ) e o óxido nitroso (N 2 O), que compõem o restante 1% do ar que respiramos. Os gases traços, por serem constituídos por pelo menos três átomos, conseguem absorver o calor irradiado pela Terra, aquecendo o planeta. Esse fenômeno, que acontece há bilhões de anos, é chamado de efeito estufa. A partir da Revolução Industrial (século XIX), a concentração de gases traços na atmosfera, em particular o CO 2, tem aumentado significativamente, o que resultou no aumento da temperatura em escala global. Mais recentemente, outro fator tornou-se diretamente envolvido no aumento da concentração de CO 2 na atmosfera: o desmatamento. BROWN, I. F.; ALECHANDRE, A. S. Conceitos básicos sobre clima, carbono, florestas e comunidades. A.G. Moreira & S. Schwartzman. As mudanças climáticas globais e os ecossistemas brasileiros. Brasília: Instituto de Pesquisa Ambiental da Amazônia, 2000 (adaptado). Considerando o texto, uma alternativa viável para combater o efeito estufa é (A) reduzir o calor irradiado pela Terra mediante a substituição da produção primária pela industrialização refrigerada. (B) promover a queima da biomassa vegetal, responsável pelo aumento do efeito estufa devido à produção de CH 4. (C) reduzir o desmatamento, mantendo-se, assim, o potencial da vegetação em absorver o CO 2 da atmosfera. (D) aumentar a concentração atmosférica de H 2 O, molécula capaz de absorver grande quantidade de calor. (E) remover moléculas orgânicas polares da atmosfera, diminuindo a capacidade delas de reter calor. 191

192 05. (NOVO ENEM-2009) A economia moderna depende da disponibilidade de muita energia em diferentes formas, para funcionar e crescer. No Brasil, o consumo total de energia pelas indústrias cresceu mais de quatro vezes no período entre 1970 e Enquanto os investimentos em energias limpas e renováveis, como solar e eólica, ainda são incipientes, ao se avaliar a possibilidade de instalação de usinas geradoras de energia elétrica, diversos fatores devem ser levados em consideração, tais como os impactos causados ao ambiente e às populações locais. Ricardo, B. e Campanili, M. Almanaque Brasil Socioambiental. Instituto Socioambiental. São Paulo, 2007 (adaptado). Em uma situação hipotética, optou-se por construir uma usina hidrelétrica em região que abrange diversas quedas d água em rios cercados por mata, alegando-se que causaria impacto ambiental muito menor que uma usina termelétrica. Entre os possíveis impactos da instalação de uma usina hidrelétrica nessa região, inclui-se (A) a poluição da água por metais da usina. (B) a destruição do habitat de animais terrestres. (C) o aumento expressivo na liberação de CO 2 para a atmosfera. (D) o consumo não renovável de toda água que passa pelas turbinas. (E) o aprofundamento no leito do rio, com a menor deposição de resíduos no trecho de rio anterior à represa. 06. (NOVO ENEM-2009) A fotossíntese é importante para a vida na Terra. Nos cloroplastos dos organismos fotossintetizantes, a energia solar é convertida em energia química que, juntamente com água e gás carbônico (CO 2 ), é utilizada para a síntese de compostos orgânicos (carboidratos). A fotossíntese é o único processo de importância biológica capaz de realizar essa conversão. Todos os organismos, incluindo os produtores, aproveitam a energia armazenada nos carboidratos para impulsionar os processos celulares, liberando CO 2 para a atmosfera e água para a célula por meio da respiração celular. Além disso, grande fração dos recursos energéticos do planeta, produzidos tanto no presente (biomassa) como em tempos remotos (combustível fóssil), é resultante da atividade fotossintética. As informações sobre obtenção e transformação dos recursos naturais por meio dos processos vitais de fotossíntese e respiração, descritas no texto, permitem concluir que (A) o CO 2 e a água são moléculas de alto teor energético. (B) os carboidratos convertem energia solar em energia química. (C) a vida na Terra depende, em última análise, da energia proveniente do Sol. (D) o processo respiratório é responsável pela retirada de carbono da atmosfera. (E) a produção de biomassa e de combustível fóssil, por si, é responsável pelo aumento de CO 2 atmosférico. 07. (NOVO ENEM a aplicação) Com o objetivo de se testar a eficiência de fornos de micro-ondas, planejou-se o aquecimento em 10 C de amostras de diferentes substâncias, cada uma com determinada massa, em cinco fornos de marcas distintas. Nesse teste, cada forno operou à potência máxima. O forno mais eficiente foi aquele que A) forneceu a maior quantidade de energia às amostras. B) cedeu energia à amostra de maior massa em mais tempo. C) forneceu a maior quantidade de energia em menos tempo. D) cedeu energia à amostra de menor calor específico mais lentamente. E) forneceu a menor quantidade de energia às amostras em menos tempo. 192

193 08. (NOVO ENEM a aplicação) A fonte de energia representada na figura, considerada uma das mais limpas e sustentáveis do mundo, é extraída do calor gerado A) pela circulação do magma no subsolo. B) pelas erupções constantes dos vulcões. C) pelo sol que aquece as águas com radiação ultravioleta. D) pela queima do carvão e combustíveis fósseis. E) pelos detritos e cinzas vulcânicas. 09. (NOVO ENEM a aplicação) Deseja-se instalar uma estação de geração de energia elétrica em um município localizado no interior de um pequeno vale cercado de altas montanhas de difícil acesso. A cidade é cruzada por um rio, que é fonte de água para consumo, irrigação das lavouras de subsistência e pesca. Na região, que possui pequena extensão territorial, a incidência solar é alta o ano todo. A estação em questão irá abastecer apenas o município apresentado. Qual forma de obtenção de energia, entre as apresentadas, é a mais indicada para ser implantada nesse município de modo a causar o menor impacto ambiental? A) Termelétrica, país é possível utilizar a água do rio no sistema de refrigeração. B) Eólica, pois a geografia do local é própria para a captação desse tipo de energia. C) Nuclear, pois o modo de resfriamento de seus sistemas não afetaria a população. D) Fotovoltaica, pois é possível aproveitar a energia solar que chega à superfície do local. E) Hidrelétrica, pois o rio que corta o município é suficiente para abastecer a usina construída. 10. (NOVO ENEM a aplicação) No nosso dia a dia deparamo-nos com muitas tarefas pequenas e problemas que demandam pouca energia para serem resolvidos e, por isso, não consideramos a eficiência energética de nossas ações. No global, isso significa desperdiçar muito calor que poderia ainda ser usado como fonte de energia para outros processos. Em ambientes industriais, esse reaproveitamento é feito por um processo chamado cogeração. A figura a seguir ilustra um exemplo de cogeração na produção de energia elétrica. Em relação ao processo secundário de aproveitamento de energia ilustrado na figura, a perda global de energia é reduzida por meio da transformação de energia A) térmica em mecânica. B) mecânica em térmica. C) química em térmica. D) química em mecânica. E) elétrica em luminosa. 193

194 11. (NOVO ENEM a aplicação) Usando pressões extremamente altas, equivalentes às encontradas nas profundezas da Terra ou em um planeta gigante, cientistas criaram um novo cristal capaz de armazenar quantidades enormes de energia. Utilizando-se um aparato chamado bigorna de diamante, um cristal de difluoreto de xenônio (XeF 2 ) foi pressionado, gerando um novo cristal com estrutura supercompacta e enorme quantidade de energia acumulada. Inovação Tecnológica. Disponível em: Acesso em: 07 jul (adaptado). Embora as condições citadas sejam diferentes do cotidiano, o processo de acumulação de energia descrito é análogo ao da energia A) armazenada em um carrinho de montanha russa durante o trajeto. B) armazenada na água do reservatório de uma usina hidrelétrica. C) liberada na queima de um palito de fósforo. D) gerada nos reatores das usinas nucleares. E) acumulada em uma mola comprimida. 12. (NOVO ENEM-2011) Segundo dados do Balanço Energético Nacional de 2008, do Ministério das Minas e Energia, a matriz energética brasileira e composta por hidrelétrica (80%), termelétrica (19,9%) e eólica (0,1%). Nas termelétricas, esse percentual e dividido conforme o combustível usado, sendo: gás natural (6,6%), biomassa (5,3%), derivados de petróleo (3,3%), energia nuclear (3,1%) e carvão mineral (1,6%). Com a geração de eletricidade da biomassa, pode-se considerar que ocorre uma compensação do carbono liberado na queima do material vegetal pela absorção desse elemento no crescimento das plantas. Entretanto, estudos indicam que as emissões de metano (CH4) das hidrelétricas podem ser comparáveis as emissões de CO 2 das termelétricas. MORET, A. S.; FERREIRA, I. A. As hidrelétricas do Rio Madeira e os impactos socioambientais da eletrificação no Brasil. Revista Ciencia Hoje. V. 45, n. 265, 2009 (adaptado). No Brasil, em termos do impacto das fontes de energia no crescimento do efeito estufa, quanto a emissão de gases, as hidrelétricas seriam consideradas como uma fonte A) limpa de energia, contribuindo para minimizar os efeitos deste fenômeno. B) eficaz de energia, tomando-se o percentual de oferta e os benefícios verificados. C) limpa de energia, não afetando ou alterando os níveis dos gases do efeito estufa. D) poluidora, colaborando com níveis altos de gases de efeito estufa em função de seu potencial de oferta. E) alternativa, tomando-se por referencia a grande emissão de gases de efeito estufa das demais fontes geradoras. 13. (NOVO ENEM-2011) Uma das modalidades presentes nas olimpíadas é o salto com vara. As etapas de um dos saltos de um atleta estão representadas na figura. Desprezando-se as forças dissipativas (resistência do ar e atrito), para que o salto atinja a maior altura possível, ou seja, o máximo de energia seja conservada, e necessário que A) a energia cinética, representada na etapa I, seja totalmente convertida em energia potencial elástica representada na etapa IV. B) a energia cinética, representada na etapa II, seja totalmente convertida em energia potencial gravitacional, representada na etapa IV. C) a energia cinética, representada na etapa I, seja totalmente convertida em energia potencial gravitacional, representada na etapa III. D) a energia potencial gravitacional, representada na etapa II, seja totalmente convertida em energia potencial elástica, representada na etapa IV. E) a energia potencial gravitacional, representada na etapa I, seja totalmente convertida em energia potencial elástica, representada na etapa III. 194

195 14. (NOVO ENEM-2011) Um dos processos usados no tratamento do lixo e a incineração, que apresenta vantagens e desvantagens. Em São Paulo, por exemplo, o lixo é queimado a altas temperaturas e parte da energia liberada é transformada em energia elétrica. No entanto, a incineração provoca a emissão de poluentes na atmosfera. Uma forma de minimizar a desvantagem da incineração, destacada no texto, é A) aumentar o volume do lixo incinerado para aumentar a produção de energia elétrica. B) fomentar o uso de filtros nas chaminés dos incineradores para diminuir a poluição do ar. C) aumentar o volume do lixo para baratear os custos operacionais relacionados ao processo. D) fomentar a coleta seletiva de lixo nas cidades para aumentar o volume de lixo incinerado. E) diminuir a temperatura de incineração do lixo para produzir maior quantidade de energia elétrica. 15. (NOVO ENEM-2012) Os carrinhos de brinquedo podem ser de vários tipos. Dentre eles, há os movidos a corda, em que uma mola em seu interior é comprimida quando a criança puxa o carrinho para trás. Ao ser solto, o carrinho entra em movimento enquanto a mola volta à sua forma inicial. O processo de conversão de energia que ocorre no carrinho descrito também é verificado em A) um dínamo. B) um freio de automóvel. C) um motor a combustão. D) uma usina hidroelétrica. E) uma atiradeira (estilingue). 16. (ENEM 2012) Para diminuir o acúmulo de lixo e o desperdício de materiais de valor econômico e, assim, reduzir a exploração de recursos naturais, adotou-se, em escala internacional, a política dos três erres: Redução, Reutilização e Reciclagem. Um exemplo de reciclagem é a utilização de A) garrafas de vidro retornáveis para cerveja ou refrigerante. B) latas de alumínio como material para fabricação de lingotes. C) sacos plásticos de supermercado como acondicionantes de lixo caseiro. D) embalagens plásticas vazias e limpas para acondicionar outros alimentos. E) garrafas PET recortadas em tiras para fabricação de cerdas de vassouras. 17. (NOVO ENEM-2012) Suponha que você seja um consultor e foi contratado para assessorar a implantação de uma matriz energética em um pequeno país com as seguintes características: região plana, chuvosa e com ventos constantes, dispondo de poucos recursos hídricos e sem reservatórios de combustíveis fósseis. De acordo com as características desse país, a matriz energética de menor impacto e risco ambientais é a baseada na energia a) dos biocombustíveis, pois tem menos impacto ambiental e maior disponibilidade. b) solar, pelo seu baixo custo e pelas características do país favoráveis à sua implantação. c) nuclear, por ter menos risco ambiental a ser adequada a locais com menor extensão territorial, d) hidráulica, devido ao relevo, à extensão territorial do país e aos recursos naturais disponíveis. e) eólica, pelas características do país e por não gerar gases do efeito estufa nem resíduos de operação. 18. (NOVO ENEM 2012) Paleontólogos estudam fósseis e esqueletos de dinossauros para tentar explicar o desaparecimento desses animais. Esses estudos permitem afirmar que esses animais foram extintos há cerca de 65 milhões de anos. Uma teoria aceita atualmente é a de que um asteroide colidiu com a Terra, formando uma densa nuvem de poeira na atmosfera. De acordo com essa teoria, a extinção ocorreu em função de modificações no planeta que A) desestabilizaram o relógio biológico dos animais, causando alterações no código genético. B) reduziram a penetração da luz solar até a superfície da Terra, interferindo no fluxo energético das teias tróficas. C) causaram uma série de intoxicações nos animais, provocando a bioacumulação de poeira nos organismos. D) resultaram na sedimentação das partículas de poeira levantada com o impacto do meteoro, provocando o desaparecimento de rios e lagos. E) Evitaram a precipitação de água até a superfície da Terra, causando uma grande seca que impediu a retroalimentação do ciclo hidrológico. 195

196 19. (NOVO ENEM 2014) O potencial brasileiro para transformar lixo em energia permanece subutilizado apenas pequena parte dos resíduos brasileiros é utilizada para gerar energia. Contudo, bons exemplos são os aterros sanitários, que utilizam a principal fonte de energia ali produzida. Alguns aterros vendem créditos de carbono com base no Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL), do Protocolo de Kyoto. Essa fonte de energia subutilizada, citada no texto, é o a) etanol, obtido a partir da decomposição da matéria orgânica por bactérias. b) gás natural, formado pela ação de fungos decompositores da matéria orgânica. c) óleo de xisto, obtido pela decomposição da matéria orgânica pelas bactérias anaeróbias. d) gás metano, obtido pela atividade de bactérias anaeróbias na decomposição da matéria orgânica. e) gás liquefeito de petróleo, obtido pela decomposição de vegetais presentes nos restos de comida. TEMPERATURA E DILATAÇÃO 01. (NOVO ENEM-2009-anulada) De maneira geral, se a temperatura de um líquido comum aumenta, ele sofre dilatação. O mesmo não ocorre com a água, se ela estiver a uma temperatura próxima a de seu ponto de congelamento. O gráfico mostra como o volume específico (inverso da densidade) da água varia em função da temperatura, com uma aproximação na região entre 0ºC e 10ºC, ou seja, nas proximidades do ponto de congelamento da água. A partir do gráfico, é correto concluir que o volume ocupado por certa massa de água (A) diminui em menos de 3% ao se resfriar de 100ºC a 0ºC. (B) aumenta em mais de 0,4% ao se resfriar de 4ºC a 0ºC. (C) diminui em menos de 0,04% ao se aquecer de 0ºC a 4ºC. (D) aumenta em mais de 4% ao se aquecer de 4ºC a 9ºC. (E) aumenta em menos de 3% ao se aquecer de 0ºC a 100ºC. 196

197 02. (NOVO ENEM-2009) Durante uma ação de fiscalização em postos de combustíveis, foi encontrado um mecanismo inusitado para enganar o consumidor. Durante o inverno, o responsável por um posto de combustível compra álcool por R$ 0,50/litro, a uma temperatura de 5 C. Para revender o líquido aos motoristas, instalou um mecanismo na bomba de combustível para aquecê-lo, para que atinja a temperatura de 35 C, sendo o litro de álcool revendido a R$ 1,60. Diariamente o posto compra 20 mil litros de álcool a 5 ºC e os revende. Com relação à situação hipotética descrita no texto e dado que o coeficiente de dilatação volumétrica do álcool é de ºC -1, desprezando-se o custo da energia gasta no aquecimento do combustível, o ganho financeiro que o dono do posto teria obtido devido ao aquecimento do álcool após uma semana de vendas estaria entre (A) R$ 500,00 e R$ 1.000,00. (B) R$ 1.050,00 e R$ 1.250,00. (C) R$ 4.000,00 e R$ 5.000,00. (D) R$ 6.000,00 e R$ 6.900,00. (E) R$ 7.000,00 e R$ 7.950, (NOVO ENEM-2013) Química Verde pode ser definida como a criação, o desenvolvimento e a aplicação de produtos e processos químicos para reduzir ou eliminar o uso e a geração de substâncias nocivas à saúde humana e ao ambiente. Sabe-se que algumas fontes energéticas desenvolvidas pelo homem exercem, ou tem potencial para exercer, em algum nível, impactos ambientais negativos. CORREA, A. G; ZUIN, V. G. (Orgs.). Química Verde: fundamentos e aplicações. São Carlos. EduFSCar, À luz da Química Verde, métodos devem ser desenvolvidos para eliminar ou reduzir a poluição do ar causada especialmente pelas a) hidrelétricas. b) termelétricas. c) usinas geotérmicas. d) fontes de energia solar. e) fontes de energia eólica. COMPORTAMENTO DOS GASES 01. (NOVO ENEM-2013) O brasileiro consome em média 500 miligramas de cálcio por dia, quando a quantidade recomendada é o dobro. Uma alimentação balanceada é a melhor decisão para evitar problemas no futuro, como a osteoporose, uma doença que atinge os ossos. Ela se caracteriza pela diminuição substancial de massa óssea, tornando os ossos frágeis e mais suscetíveis a fraturas. Disponível em: Acesso em 1 ago (adaptado). Considerando-se o valor de 6 x mol -1 para a constante de Avogadro e a massa molar do cálcio igual a 40 g/mol, qual a quantidade mínima diária de átomos de cálcio a ser ingerida para que uma pessoa supra suas necessidades? a) 7,5 x b) 1,5 x c) 7,5 x d) 1,5 x e) 4,8 x

198 TERMODINÂMICA 01. (NOVO ENEM-2009-anulada) O ciclo da água é fundamental para a preservação da vida no planeta. As condições climáticas da Terra permitem que a água sofra mudanças de fase e a compreensão dessas transformações é fundamental para se entender o ciclo hidrológico. Numa dessas mudanças, a água ou a umidade da terra absorve o calor do sol e dos arredores. Quando já foi absorvido calor suficiente, algumas das moléculas do líquido podem ter energia necessária para começar a subida para a atmosfera. Disponível em: hhtp:// Acesso em: 30 mar (adaptado) A transformação mencionada no texto é a A) fusão B) liquefação C) evaporação D) solidificação E) condensação 02. (NOVO ENEM-2009-anulada) Confirmada pelos cientistas e já sentida pela população mundial, a mudança climática global é hoje o principal desafio socioambiental a ser enfrentado pela humanidade. Mudança climática é o nome que se dá ao conjunto de alterações nas condições do clima da Terra pelo acúmulo de seis tipos de gases na atmosfera sendo os principais o dióxido de carbono (CO 2 ) e o metano (CH 4 ) emitidos em quantidades excessiva através da queima de combustíveis (petróleo e carvão) e do uso inadequado do solo. SANTILI, M. Mudança climática global. Almanaque Brasil Socioambiental São Paulo, 2007 (adaptado). Suponha que, ao invés de superaquecimento, o planeta sofresse uma queda de temperatura, resfriando-se como numa era glacial, nesse caso A) a camada de geleiras, bem como o nível do mar, diminuiriam. B) as geleiras aumentariam, acarretando alterações no relevo do continente e no nível do mar. C) o equilíbrio do clima do planeta seria reestabelecido, uma vez que ele está em processo de aquecimento. D) a fauna e a flora das regiões próximas ao círculo polar ártico e antártico nada sofreriam com a glaciação. E) os centros urbanos permaneceriam os mesmos, sem prejuízo à população humana a ao seu desenvolvimento. 03. (NOVO ENEM-2009-anulada) A água apresenta propriedades físico-químicas que a coloca em posição de destaque como substância essencial à vida. Dentre essas, destacam-se as propriedades térmicas biologicamente muito importantes, por exemplo, o elevado valor de calor latente de vaporização. Esse calor latente refere-se à quantidade de calor que deve ser adicionado a um líquido em seu ponto de ebulição, por unidade de massa, para convertê-lo em vapor na mesma temperatura, que no caso da água é igual a 540 calorias por grama. A propriedade físico-química mencionada no texto confere à água a capacidade de: A) servir como doador de elétrons no processo de fotossíntese. B) funcionar como regulador térmico para os organismos vivos. C) agir como solvente universal nos tecidos animais e vegetais. D) transportar os íons de ferro e magnésio nos tecidos vegetais. E) funcionar como mantenedora do metabolismo nos organismos vivos. 198

199 04. (NOVO ENEM-2009-anulada) Além de ser capaz de gerar eletricidade, a energia solar é usada para muitas outras finalidades. A figura a seguir mostra o uso da energia solar para dessalinizar a água. Nela, um tanque contendo água salgada é coberto por um plástico transparente e tem a sua parte central abaixada pelo peso de uma pedra, sob a qual se coloca um recipiente (copo). A água evaporada se condensa no plástico e escorre até o ponto mais baixo, caindo dentro do copo. Nesse processo, a energia solar cedida à água salgada: (A) fica retida na água doce que cai no copo, tornando-a, assim, altamente energizada. (B) fica armazenada na forma de energia potencial gravitacional contida na água doce. (C) é usada para provocar a reação química que transforma a água salgada em água doce. (D) é cedida ao ambiente externo através do plástico, onde ocorre a condensação do vapor. (E) é reemitida como calor para fora do tanque, no processo de evaporação da água salgada. 05. (NOVO ENEM-2009-anulada) A eficiência de um processo de conversão de energia, definida como sendo a razão entre a quantidade de energia ou trabalho útil e a quantidade de energia que entra no processo, é sempre menor que 100% devido a limitações impostas por leis físicas. A tabela a seguir mostra a eficiência global de vários processos de conversão. Se essas limitações não existissem, os sistemas mostrados na tabela, que mais se beneficiariam de investimentos em pesquisa para terem suas eficiências aumentadas, seriam aqueles que envolvem as transformações de energia (A) mecânica energia elétrica. (B) nuclear energia elétrica. (C) química energia elétrica. (D) química energia térmica. (E) radiante energia elétrica. 199

200 06. (NOVO ENEM-2009-anulada) A constelação Vulpécula (Raposa) encontra-se a 63 anos-luz da Terra, fora do sistema solar. Ali, o planeta gigante HD b, 15% maior que Júpiter, concentra vapor de água na atmosfera. A temperatura do vapor atinge 900 graus Celsius. A água sempre está lá, de alguma forma, mas às vezes é possível que seja escondida por outros tipos de nuvens, afirmaram os astrônomos do Spitzer Science Center (SSC), com sede em Pasadena, Califórnia, responsável pela descoberta. A água foi detectada pelo espectrógrafo infravermelho, um aparelho do telescópio espacial Spitzer. HINRICHS, R. A.; KLEINBACH, M. Energia e meio ambiente. São Paulo: Pioneira Thomson Learning. 2003(adaptado) De acordo com o texto, o planeta concentra vapor de água em sua atmosfera a 900 graus Celsius. Sobre a vaporização infere-se que (A) se há vapor de água no planeta, é certo que existe água no estado líquido também. (B) a temperatura de ebulição da água independe da pressão, em um local elevado ou ao nível do mar, ela ferve sempre a 100 graus Celsius. (C) o calor de vaporização da água é o calor necessário para fazer 1 kg de água líquida se transformar em 1 kg de vapor de água a 100 ºC. (D) um líquido pode ser superaquecido acima de sua temperatura de ebulição normal, mas de forma nenhuma nesse líquido haverá formação de bolhas. (E) a água em uma panela pode atingir a temperatura de ebulição em alguns minutos, e é necessário muito menos tempo para fazer a água vaporizar completamente. 07. (NOVO ENEM-2009-anulada) Em grandes metrópoles, devido a mudanças na superfície terrestre asfalto e concreto em excesso, por exemplo formam-se ilhas de calor. A resposta da atmosfera a esse fenômeno é a precipitação convectiva. Isso explica a violência das chuvas em São Paulo, onde as ilhas de calor chegam a ter 2 a 3 graus centígrados de diferença em relação ao seu entorno. Revista Terra da Gente. Ano 5, n o 60. Abril 2009 (adaptado) As características físicas, tanto do material como da estrutura projetada de uma edificação, são a base para a compreensão de resposta daquela tecnologia construtiva em termos de conforto ambiental. Nas mesmas condições ambientais (temperatura, umidade e pressão), uma quadra terá melhor conforto térmico se (A) pavimentada com material de baixo calor específico, pois quanto menor o calor específico de determinado material, menor será a variação térmica sofrida pelo mesmo ao receber determinada quantidade de calor. (B) pavimentada com material de baixa capacidade térmica, pois quanto menor a capacidade térmica de determinada estrutura, menor será a variação térmica sofrida por ela ao receber determinada quantidade de calor. (C) pavimentada com material de alta capacidade térmica, pois quanto maior a capacidade térmica de determinada estrutura, menor será a variação térmica sofrida por ela ao receber determinada quantidade de calor. (D) possuir um sistema de vaporização, pois ambientes mais úmidos permitem uma mudança de temperatura lenta, já que o vapor d água possui a capacidade de armazenar calor sem grandes alterações térmicas, devido ao baixo calor específico da água (em relação à madeira, por exemplo). (E) possuir um sistema de sucção do vapor d água, pois ambientes mais secos permitem uma mudança de temperatura lenta, já que o vapor d água possui a capacidade de armazenar calor sem grandes alterações térmicas, devido ao baixo calor específico da água (em relação à madeira, por exemplo). 08. (NOVO ENEM-2009) Para que todos os órgãos do corpo humano funcionem em boas condições, é necessário que a temperatura do corpo fique sempre entre 36 ºC e 37 ºC. Para manter-se dentro dessa faixa, em dias de muito calor ou durante intensos exercícios físicos, uma série de mecanismos fisiológicos é acionada. Pode-se citar como o principal responsável pela manutenção da temperatura corporal humana o sistema (A) digestório, pois produz enzimas que atuam na quebra de alimentos calóricos. (B) imunológico, pois suas células agem no sangue, diminuindo a condução do calor. (C) nervoso, pois promove a sudorese, que permite perda de calor por meio da evaporação da água. (D) reprodutor, pois secreta hormônios que alteram a temperatura, principalmente durante a menopausa. (E) endócrino, pois fabrica anticorpos que, por sua vez, atuam na variação do diâmetro dos vasos periféricos. 200

201 09. (NOVO ENEM-2009) O esquema mostra um diagrama de bloco de uma estação geradora de eletricidade abastecida por combustível fóssil. HINRICHS, R. A.; KLEINBACH, M. Energia e meio ambiente. São Paulo: Pioneira Thomson Learning, 2003 (adaptado). Se fosse necessário melhorar o rendimento dessa usina, que forneceria eletricidade para abastecer uma cidade, qual das seguintes ações poderia resultar em alguma economia de energia, sem afetar a capacidade de geração da usina? (A) Reduzir a quantidade de combustível fornecido à usina para ser queimado. (B) Reduzir o volume de água do lago que circula no condensador de vapor. (C) Reduzir o tamanho da bomba usada para devolver a água líquida à caldeira. (D) Melhorar a capacidade dos dutos com vapor conduzirem calor para o ambiente. (E) Usar o calor liberado com os gases pela chaminé para mover um outro gerador. 10. (NOVO ENEM-2009) Umidade relativa do ar é o termo usado para descrever a quantidade de vapor de água contido na atmosfera. Ela é definida pela razão entre o conteúdo real de umidade de uma parcela de ar e a quantidade de umidade que a mesma parcela de ar pode armazenar na mesma temperatura e pressão quando está saturada de vapor, isto é, com 100% de umidade relativa. O gráfico representa a relação entre a umidade relativa do ar e sua temperatura ao longo de um período de 24 horas em um determinado local. Considerando-se as informações do texto e do gráfico, conclui-se que (A) a insolação é um fator que provoca variação da umidade relativa do ar. (B) o ar vai adquirindo maior quantidade de vapor de água à medida que se aquece. (C) a presença de umidade relativa do ar é diretamente proporcional à temperatura do ar. (D) a umidade relativa do ar indica, em termos absolutos, a quantidade de vapor de água existente na atmosfera. (E) a variação da umidade do ar se verifica no verão, e não no inverno, quando as temperaturas permanecem baixas. 201

202 11. (NOVO ENEM-2009) O Sol representa uma fonte limpa e inesgotável de energia para o nosso planeta. Essa energia pode ser captada por aquecedores solares, armazenada e convertida posteriormente em trabalho útil. Considere determinada região cuja insolação potência solar incidente na superfície da Terra seja de 800 watts/m 2. Uma usina termossolar utiliza concentradores solares parabólicos que chegam a dezenas de quilômetros de extensão. Nesses coletores solares parabólicos, a luz refletida pela superfície parabólica espelhada é focalizada em um receptor em forma de cano e aquece o óleo contido em seu interior a 400 C. O calor desse óleo é transferido para a água, vaporizando-a em uma caldeira. O vapor em alta pressão movimenta uma turbina acoplada a um gerador de energia elétrica. Considerando que a distância entre a borda inferior e a borda superior da superfície refletora tenha 6 m de largura e que focaliza no receptor os 800 watts/m 2 de radiação provenientes do Sol, e que o calor específico da água é 1 cal g -1 ºC -1 = J kg -1 ºC -1, então o comprimento linear do refletor parabólico necessário para elevar a temperatura de 1 m 3 (equivalente a 1 t) de água de 20 C para 100 C, em uma hora, estará entre (A) 15 m e 21 m. (B) 22 m e 30 m. (C) 105 m e 125 m. (D) 680 m e 710 m. (E) m e m. 12. (NOVO ENEM-2009) A invenção da geladeira proporcionou uma revolução no aproveitamento dos alimentos, ao permitir que fossem armazenados e transportados por longos períodos. A figura apresentada ilustra o processo cíclico de funcionamento de uma geladeira, em que um gás no interior de uma tubulação é forçado a circular entre o congelador e a parte externa da geladeira. É por meio dos processos de compressão, que ocorre na parte externa, e de expansão, que ocorre na parte interna, que o gás proporciona a troca de calor entre o interior e o exterior da geladeira. Disponível em: Nos processos de transformação de energia envolvidos no funcionamento da geladeira, (A) a expansão do gás é um processo que cede a energia necessária ao resfriamento da parte interna da geladeira. (B) o calor flui de forma não-espontânea da parte mais fria, no interior, para a mais quente, no exterior da geladeira. (C) a quantidade de calor cedida ao meio externo é igual ao calor retirado da geladeira. (D) a eficiência é tanto maior quanto menos isolado termicamente do ambiente externo for o seu compartimento interno. (E) a energia retirada do interior pode ser devolvida à geladeira abrindo-se a sua porta, o que reduz seu consumo de energia. 202

203 13. (NOVO ENEM a aplicação) Em nosso cotidiano, utilizamos as palavras calor e temperatura de forma diferente de como elas são usadas no meio científico. Na linguagem corrente, calor é identificado como algo quente e temperatura mede a quantidade de calor de um corpo. Esses significados, no entanto, não conseguem explicar diversas situações que podem ser verificadas na prática. Do ponto de vista científico, que situação prática mostra a limitação dos conceitos corriqueiros de calor e temperatura? A) A temperatura da água pode ficar constante durante o tempo em que estiver fervendo. B) Uma mãe coloca a mão na água da banheira do bebê para verificar a temperatura da água. C) A chama de um fogão pode ser usada para aumentar a temperatura da água em uma panela. D) A água quente que está em uma caneca é passada para outra caneca a fim de diminuir sua temperatura. E) Um forno pode fornecer calor para uma vasilha de água que está em seu interior com menor temperatura do que a dele. 14. (NOVO ENEM a aplicação) As cidades industrializadas produzem grandes proporções de gases como o CO 2, o principal gás causador do efeito estufa. Isso ocorre por causa da quantidade de combustíveis fósseis queimados, principalmente no transporte, mas também em caldeiras industriais. Além disso, nessas cidades concentram-se as maiores áreas com solos asfaltados e concretados, o que aumenta a retenção de calor, formando o que se conhece por ilhas de calor. Tal fenômeno ocorre porque esses materiais absorvem o calor e o devolvem para o ar sob a forma de radiação térmica. Em áreas urbanas, devido à atuação conjunta do efeito estufa e das ilhas de calor, espera-se que o consumo de energia elétrica A) diminua devido à utilização de caldeiras por indústrias metalúrgicas. B) aumente devido ao bloqueio da luz do sol pelos gases do efeito estufa. C) diminua devido à não necessidade de aquecer a água utilizada em indústrias. D) aumente devido à necessidade de maior refrigeração de indústrias e residências. E) diminua devido à grande quantidade de radiação térmica reutilizada. 15. (NOVO ENEM a aplicação) Sob pressão normal (ao nível do mar), a água entra em ebulição à temperatura de 100 C. Tendo por base essa informação, um garoto residente em uma cidade litorânea fez a seguinte experiência: Colocou uma caneca metálica contendo água no fogareiro do fogão de sua casa. Quando a água começou a ferver, encostou cuidadosamente a extremidade mais estreita de uma seringa de injeção, desprovida de agulha, na superfície do líquido e, erguendo o êmbolo da seringa, aspirou certa quantidade de água para seu interior, tapando-a em seguida. Verificando após alguns instantes que a água da seringa havia parado de ferver, ele ergueu o êmbolo da seringa, constatando, intrigado, que a água voltou a ferver após um pequeno deslocamento do êmbolo. Considerando o procedimento anterior, a água volta a ferver porque esse deslocamento A) permite a entrada de calor do ambiente externo para o interior da seringa. B) provoca, por atrito, um aquecimento da água contida na seringa. C) produz um aumento de volume que aumenta o ponto de ebulição da água. D) proporciona uma queda de pressão no interior da seringa que diminui o ponto de ebulição da água. E) possibilita uma diminuição da densidade da água que facilita sua ebulição. 203

204 16. (NOVO ENEM a aplicação) O Brasil é um dos países que obtêm melhores resultados na reciclagem de latinhas de alumínio. O esquema a seguir representa as várias etapas desse processo: A temperatura do forno em que o alumínio é fundido é útil também porque A) sublima outros metais presentes na lata. B) evapora substâncias radioativas remanescentes. C) impede que o alumínio seja eliminado em altas temperaturas. D) desmagnetiza as latas que passaram pelo processo de triagem. E) queima os resíduos de tinta e outras substâncias presentes na lata. 17. (NOVO ENEM a aplicação) A perda de pelos foi uma adaptação às mudanças ambientais, que forçaram nossos ancestrais a deixar a vida sedentária e viajar enormes distâncias à procura de água e comida. Junto com o surgimento de membros mais alongados e com a substituição de glândulas apócrinas (produtoras de suor oleoso e de lenta evaporação) por glândulas écrinas (suor aquoso e de rápida evaporação), a menor quantidade de pelos teria favorecido a manutenção de uma temperatura corporal saudável nos trópicos castigados por calor sufocante, em que viveram nossos ancestrais. De que maneira o tamanho dos membros humanos poderia estar associado à regulação da temperatura corporal? A) Membros mais longos apresentam maior relação superfície/volume, facilitando a perda de maior quantidade de calor. B) Membros mais curtos têm ossos mais espessos, que protegem vasos sanguíneos contra a perda de calor. C) Membros mais curtos desenvolvem mais o panículo adiposo, sendo capazes de reter maior quantidade de calor. D) Membros mais longos possuem pele mais fina e com menos pelos, facilitando a perda de maior quantidade de calor. E) Membros mais longos têm maior massa muscular, capazes de produzir e dissipar maior quantidade de calor. 204

205 18. (NOVO ENEM-2011) Um motor só poderá realizar trabalho se receber uma quantidade de energia de outro sistema. No caso, a energia armazenada no combustível e, em parte, liberada durante a combustão para que o aparelho possa funcionar. Quando o motor funciona, parte da energia convertida ou transformada na combustão não pode ser utilizada para a realização de trabalho. Isso significa dizer que ha vazamento da energia em outra forma. CARVALHO, A. X. Z. Física Térmica. Belo Horizonte: Pax, 2009 (adaptado). De acordo com o texto, as transformações de energia que ocorrem durante o funcionamento do motor são decorrentes de a A) liberação de calor dentro do motor ser impossível. B) realização de trabalho pelo motor ser incontrolável. C) conversão integral de calor em trabalho ser impossível. D) transformação de energia térmica em cinética ser impossível. E) utilização de energia potencial do combustível ser incontrolável. 19. (NOVO ENEM-2012) Aumentar a eficiência na queima de combustível dos motores a combustão e reduzir suas emissões de poluentes é a meta de qualquer fabricante de motores. É também o foco de uma pesquisa brasileira que envolve experimentos com plasma, o quarto estado da matéria e que está presente no processo de ignição. A interação da faísca emitida pela vela de ignição com as moléculas de combustível gera o plasma que provoca a explosão liberadora de energia que, por sua vez, faz o motor funcionar. Disponível em: Acesso em: 22 jul (adaptado). No entanto, a busca da eficiência referenciada no texto apresenta como fator limitante a) o tipo de combustível, fóssil, que utilizam. Sendo um insumo não renovável, em algum momento estará esgotado. b) um dos princípios da termodinâmica, segundo o qual o rendimento de uma máquina térmica nunca atinge o ideal. c) o funcionamento cíclico de todos os motores. A repetição contínua dos movimentos exige que parte da energia seja transferida ao próximo ciclo. d) as forças de atrito inevitável entre as peças. Tais forças provocam desgastes contínuos que com o tempo levam qualquer material à fadiga e ruptura. e) a temperatura em que eles trabalham. Para atingir o plasma, é necessária uma temperatura maior que a de fusão do aço com que se fazem os motores. 20. (NOVO ENEM-2013) Em um experimento, foram utilizadas duas garrafas PET, uma pintada de branco e a outra de preto, acopladas cada uma a um termômetro. No ponto médio da distância entre as garrafas, foi mantida acesa, durante alguns minutos, uma lâmpada incandescente. Em seguida, a lâmpada foi desligada. Durante o experimento, foram monitoradas as temperaturas das garrafas: a) enquanto a lâmpada permaneceu acesa e b) após a lâmpada ser desligada e atingirem equilíbrio térmico com o ambiente. A taxa de variação da temperatura da garrafa preta, em comparação à da branca, durante todo experimento, foi a) igual no aquecimento e igual no resfriamento b) maior no aquecimento e igual no resfriamento. c) menor no aquecimento e igual no resfriamento. d) maior no aquecimento e menor no resfriamento. e) maior no aquecimento e maior no resfriamento. 205

206 21. (NOVO ENEM-2013) Sabe-se que o aumento da concentração de gases como CO 2, CH 4 e N 2 O na atmosfera é um dos fatores responsáveis pelo agravamento do efeito estufa. A agricultura é uma das atividades humanas que pode contribuir tanto para a emissão quanto para o sequestre desses gases, dependendo do manejo da matéria orgânica no solo. ROSA, A. H.; COELHO, J. C. R. Cadernos Temáticos da Química Nova na Escola. São Paulo, n. 5 nov (adaptado). De que maneira as práticas agrícolas podem ajudar a minimizar o agravamento do efeito estufa? a) Evitando a rotação de culturas. b) Liberando o CO 2 presente no solo. c) Aumentando a quantidade matéria orgânica do solo. d) Queimando a matéria orgânica que se deposita no solo. e) Atenuando a concentração de resíduos vegetais do solo. 22. (NOVO ENEM-2013) Aquecedores solares usados em residências têm o objetivo de elevar a temperatura da água até 70 C. No entanto, a temperatura ideal da água para um banho é de 30 C. Por isso, deve-se misturar a água aquecida com a água à temperatura ambiente de um outro reservatório, que se encontra a 25 C. Qual a razão entre a massa de água quente e a massa de água fria na mistura para um banho à temperatura ideal? a) 0,111. b) 0,125. c) 0,357. d) 0,428. e) 0, (NOVO ENEM-2014) Um sistema de pistão contendo um gás é mostrado na figura. Sobre a extremidade superior do êmbolo, que pode movimentar-se livremente sem atrito, encontra-se um objeto. Através de uma chapa de aquecimento é possível fornecer calor ao gás e, com auxílio de um manômetro, medir sua pressão. A partir de diferentes valores de calor fornecido, considerando o sistema como hermético, o objeto elevou-se em valores Δh, como mostrado no gráfico. Foram estudadas, separadamente, quantidades equimolares de dois diferentes gases, denominados M e V. A diferença no comportamento dos gases no experimento decorre do fato de o gás M, em relação ao V, apresentar a) maior pressão de vapor. b) menor massa molecular. c) maior compressibilidade. d) menor energia de ativação. e) menor capacidade calorífica. 206

207 REFLEXÃO DA LUZ 01. (NOVO ENEM a aplicação) Os quadrinhos mostram, por meio da projeção da sombra da árvore e do menino, a sequência de períodos do dia: matutino, meio-dia e vespertino, que é determinada A) pela posição vertical da árvore e do menino. B) pela posição do menino em relação à árvore. C) pelo movimento aparente do Sol em torno da Terra. D) pelo fuso horário especifico de cada ponto da superfície da Terra. E) pela estação do ano, sendo que no inverno os dias são mais curtos que no verão. 02. (NOVO ENEM a aplicação) Os espelhos retrovisores, que deveriam auxiliar os motoristas na hora de estacionar ou mudar de pista, muitas vezes causam problemas. É que o espelho retrovisor do lado direito, em alguns modelos, distorce a imagem, dando a impressão de que o veículo está a uma distância maior do que a real. Este tipo de espelho, chamado convexo, é utilizado com o objetivo de ampliar o campo visual do motorista, já que no Brasil se adota a direção do lado esquerdo e, assim, o espelho da direita fica mito distante dos olhos do condutor. Sabe-se que, em um espelho convexo, a imagem formada está mais próxima do espelho do que este está do objeto, o que parece entrar em conflito com a informação apresentada na reportagem. Essa aparente contradição é explicada pelo fato de: A) a imagem projetada na retina do motorista ser menor do que o objeto. B) a velocidade do automóvel afetar a percepção da distância. C) o cérebro humano interpretar como distante uma imagem pequena. D) o espelho convexo ser capaz de aumentar o campo visual do motorista. E) o motorista perceber a luz vinda do espelho com a parte lateral do olho. 03. (NOVO ENEM a aplicação) O efeito Tyndall é um efeito óptico de turbidez provocado pelas partículas de uma dispersão coloidal. Foi observado pela primeira vez por Michael Faraday em 1857 e, posteriormente, investigado pelo físico inglês John Tyndall. Este efeito é o que torna possível, por exemplo, observar as partículas de poeira suspensas no ar por meio de uma réstia de luz, observar gotículas de água que formam a neblina por meio do farol do carro ou, ainda, observar o feixe luminoso de uma lanterna por meio de um recipiente contendo gelatina. Ao passar por um meio contendo partículas dispersas, um feixe de luz sofre o efeito Tyndall devido A) à absorção do feixe de luz por este meio. B) à interferência do feixe de luz neste meio. C) à transmissão do feixe de luz neste meio. D) à polarização do feixe de luz por este meio. E) ao espalhamento do feixe de luz neste meio. 207

208 04. (NOVO ENEM-2011) Para que uma substancia seja colorida ela deve absorver luz na região do visível. Quando uma amostra absorve luz visível, a cor que percebemos e a soma das cores restantes que são refletidas ou transmitidas pelo objeto. A Figura 1 mostra o espectro de absorção para uma substância e é possível observar que ha um comprimento de onda em que a intensidade de absorção é máxima. Um observador pode prever a cor dessa substancia pelo uso da roda de cores (Figura 2); o comprimento de onda correspondente a cor do objeto e encontrado no lado oposto ao comprimento de onda da absorção máxima. Qual a cor da substância que deu origem ao espectro da Figura 1? A) Azul. B) Verde. C) Violeta. D) Laranja. E) Vermelho. REFRAÇÃO DA LUZ Brown. T. Química e Ciência Central (adaptado) 01. (NOVO ENEM-2009) Sabe-se que o olho humano não consegue diferenciar componentes de cores e vê apenas a cor resultante, diferentemente do ouvido, que consegue distinguir, por exemplo, dois instrumentos diferentes tocados simultaneamente. Os raios luminosos do espectro visível, que têm comprimento de onda entre 380 nm e 780 nm, incidem na córnea, passam pelo cristalino e são projetados na retina. Na retina, encontram-se dois tipos de fotorreceptores, os cones e os bastonetes, que convertem a cor e a intensidade da luz recebida em impulsos nervosos. Os cones distinguem as cores primárias: vermelho, verde e azul, e os bastonetes diferenciam apenas níveis de intensidade, sem separar comprimentos de onda. Os impulsos nervosos produzidos são enviados ao cérebro por meio do nervo óptico, para que se dê a percepção da imagem. Um indivíduo que, por alguma deficiência, não consegue captar as informações transmitidas pelos cones, perceberá um objeto branco, iluminado apenas por luz vermelha, como (A) um objeto indefinido, pois as células que captam a luz estão inativas. (B) um objeto rosa, pois haverá mistura da luz vermelha com o branco do objeto. (C) um objeto verde, pois o olho não consegue diferenciar componentes de cores. (D) um objeto cinza, pois os bastonetes captam luminosidade, porém não diferenciam cor. (E) um objeto vermelho, pois a retina capta a luz refletida pelo objeto, transformando-a em vermelho. 208

209 02. (NOVO ENEM a aplicação) Um grupo de cientistas liderado por pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), nos Estados Unidos, construiu o primeiro metamaterial que apresenta valor negativo do índice de refração relativo para a luz visível. Denomina-se metamaterial um material óptico artificial, tridimensional, formado por pequenas estruturas menores do que o comprimento de onda da luz, o que lhe dá propriedades e comportamentos que não são encontrados em materiais naturais. Esse material tem sido chamado de canhoto. Disponível em: Acesso em: 28 abr (adaptado). Considerando o comportamento atípico desse metamaterial, qual é a figura que representa a refração da luz ao passar do ar para esse meio? A) B) C) D) E) 03. (NOVO ENEM-2012) Alguns povos indígenas ainda preservam suas tradições realizando a pesca com lanças, demonstrando uma notável habilidade. Para fisgar um peixe em um lago com águas tranquilas o índio deve mirar abaixo da posição em que enxerga o peixe. Ele deve proceder dessa forma porque os raios de luz a) refletidos pelo peixe não descrevem uma trajetória retilínea no interior da água. b) emitidos pelos olhos do índio desviam sua trajetória quando passam do ar para a água. c) espalhados pelo peixe são refletidos pela superfície da água. d) emitidos pelos olhos são espalhados pela superfície da água. e) refletidos pelo peixe desviam sua trajetória quando passam da água para o ar. 04. (ENEM-2014) É comum aos fotógrafos tirar fotos coloridas em ambientes iluminados por lâmpadas fluorescentes, que contêm uma forte composição de luz verde. A consequência desse fato na fotografia é que todos os objetos claros, principalmente os brancos, aparecerão esverdeados. Para equilibrar as cores, deve-se usar um filtro adequado para diminuir a intensidade da luz verde que chega aos sensores da câmera fotográfica. Na escolha desse filtro, utiliza-se o conhecimento da composição das cores-luz primárias: vermelho, verde e azul; e das coresluz secundárias: amarelo = vermelho + verde, ciano = verde + azul e magenta = vermelho + azul. Disponível em: Acesso em: 20 maio 2014 (adaptado). Na situação descrita, qual deve ser o filtro utilizado para que a fotografia apresente as cores naturais dos objetos? a) Ciano. b) Verde. c) Amarelo. d) Magenta. e) Vermelho. 209

210 05. (ENEM-2014) As lentes fotocromáticas escurecem quando expostas à luz solar por causa de reações químicas reversíveis entre uma espécie incolor e outra colorida. Diversas reações podem ser utilizadas, e a escolha do melhor reagente para esse fim se baseia em três principais aspectos: (i) o quanto escurece a lente; (ii) o tempo de escurecimento quando exposta à luz solar; e (iii) o tempo de esmaecimento em ambiente sem forte luz solar. A transmitância indica a razão entre a quantidade de luz que atravessa o meio e a quantidade de luz que incide sobre ele. Durante um teste de controle para o desenvolvimento de novas lentes fotocromáticas, foram analisadas cinco amostras, que utilizam reagentes químicos diferentes. No quadro, são apresentados os resultados. Considerando os três aspectos, qual é a melhor amostra de lente fotocromática para se utilizar em óculos? a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) (ENEM-2014) Um proposta de dispositivo capaz de indicar a qualidade da gasolina vendida em postos e, consequentemente, evitar fraudes, poderia utilizar o conceito de refração luminosa. Nesse sentido, a gasolina não adulterada, na temperatura ambiente, apresenta razão entre os senos dos raios incidente e refratado igual a 1,4. Desse modo, fazendo incidir o feixe de luz proveniente do ar com um ângulo fixo e maior que zero, qualquer modificação no ângulo do feixe refratado indicará adulteração no combustível. Em uma fiscalização rotineira, o teste apresentou o valor de 1,9. Qual foi o comportamento do raio refratado? a) Mudou de sentido. b) Sofreu reflexão total. c) Atingiu o valor do ângulo limite. d) Direcionou-se para a superfície de separação. e) Aproximou-se da normal à superfície de separação. 210

211 FÍSICA MODERNA 01. (NOVO ENEM-2009-modelo) Quatro, três, dois, um... Vá! O relógio marcava 9h32min (4h32min em Brasília) na sala de comando da Organização Europeia de Pesquisa Nuclear (CERN), na fronteira da Suíça com a França, quando o narrador anunciou o surgimento de um flash branco nos dois telões. Era sinal de que o experimento científico mais caro e mais complexo da humanidade tinha dado seus primeiros passos rumo à simulação do Big Bang, a grande explosão que originou o universo. A plateia, formada por jornalistas e cientistas, comemorou com aplausos assim que o primeiro feixe de prótons foi injetado no interior do Grande Colisor de Hadrons (LHC Large Hadrons Collider), um túnel de 27 km de circunferência construído a 100 m de profundidade. Duas horas depois, o segundo feixe foi lançado, em sentido contrário. Os feixes vão atingir velocidade próxima à da luz e, então, colidirão um com o outro. Essa colisão poderá ajudar a decifrar mistérios do universo. CRAVEIRO, R. "Máquina do Big Bang" é ligada. Correio Braziliense, Brasília, 11 set. 2008, p. 34. (com adaptações). Segundo o texto, o experimento no LHC fornecerá dados que possibilitarão decifrar os mistérios do universo. Para analisar esses dados provenientes das colisões no LHC, os pesquisadores utilizarão os princípios de transformação da energia. Sabendo desses princípios, pode-se afirmar que (A) as colisões podem ser elásticas ou inelásticas e, em ambos os casos, a energia cinética total se dissipa na colisão. (B) a energia dos aceleradores é proveniente da energia liberada nas reações químicas no feixe injetado no interior do Grande Colisor. (C) o feixe de partículas adquire energia cinética proveniente das transformações de energia ocorridas na interação do feixe com os aceleradores. (D) os aceleradores produzem campos magnéticos que não interagem com o feixe, já que a energia preponderante das partículas no feixe é a energia potencial. (E) a velocidade das partículas do feixe é irrelevante nos processos de transferência de energia nas colisões, sendo a massa das partículas o fator preponderante. 02. (NOVO ENEM-2009-anulada) O lixo radioativo ou nuclear é resultado da manipulação de materiais radioativos, utilizados hoje na agricultura, na indústria, na medicina, em pesquisas científicas, na produção de energia, etc. Embora a radioatividade se reduza com o tempo, o processo de decaimento radioativo de alguns materiais pode levar milhões de anos. Por isso, existe a necessidade de se fazer um descarte adequado e controlado de resíduos dessa natureza. A taxa de decaimento radioativo é medida em termos de um tempo característico, chamado meia-vida, que é o tempo necessário para que uma amostra perca metade de sua radioatividade original. O gráfico seguinte representa a taxa de decaimento radioativo do rádio-225, elemento químico pertencente à família dos metais alcalinos terrosos e que foi utilizado durante muito tempo na medicina. As informações fornecidas mostram que (A) quanto maior é a meia-vida de uma substância mais rápido ela se desintegra. (B) apenas 1/8 de uma amostra de rádio-225 terá decaído ao final de anos. (C) metade da quantidade original de rádio-225, ao final de anos, ainda estará por decair. (D) restará menos de 1% de rádio-225 em qualquer amostra dessa substância após decorridas 3 meias-vidas. (E) a amostra de rádio-225 diminui a sua quantidade pela metade a cada intervalo de anos devido à desintegração radioativa. 211

212 03. (NOVO ENEM-2009) Os núcleos dos átomos são constituídos de prótons e nêutrons, sendo ambos os principais responsáveis pela sua massa. Nota-se que, na maioria dos núcleos, essas partículas não estão presentes na mesma proporção. O gráfico mostra a quantidade de nêutrons (N) em função da quantidade de prótons (Z) para os núcleos estáveis conhecidos. O antimônio é um elemento químico que possui 50 prótons e possui vários isótopos átomos que só se diferem pelo número de nêutrons. De acordo com o gráfico, os isótopos estáveis do antimônio possuem (A) entre 12 e 24 nêutrons a menos que o número de prótons. (B) exatamente o mesmo número de prótons e nêutrons. (C) entre 0 e 12 nêutrons a mais que o número de prótons. (D) entre 12 e 24 nêutrons a mais que o número de prótons. (E) entre 0 e 12 nêutrons a menos que o número de prótons. KAPLAN, I. Física Nuclear. Rio de Janeiro: Guanabara Dois, 1978 (adaptado). 04. (NOVO ENEM-2009) Na manipulação em escala nanométrica, os átomos revelam características peculiares, podendo apresentar tolerância à temperatura, reatividade química, condutividade elétrica, ou mesmo exibir força de intensidade extraordinária. Essas características explicam o interesse industrial pelos nanomateriais que estão sendo muito pesquisados em diversas áreas, desde o desenvolvimento de cosméticos, tintas e tecidos, até o de terapias contra o câncer. LACAVA, Z. G. M; MORAIS, P. C. Nanobiotecnologia e Saúde. Disponível em: (adaptado). A utilização de nanopartículas na indústria e na medicina requer estudos mais detalhados, pois (A) as partículas, quanto menores, mais potentes e radiativas se tornam. (B) as partículas podem ser manipuladas, mas não caracterizadas com a atual tecnologia. (C) as propriedades biológicas das partículas somente podem ser testadas em microrganismos. (D) as partículas podem atravessar poros e canais celulares, o que poderia causar impactos desconhecidos aos seres vivos e, até mesmo, aos ecossistemas. (E) o organismo humano apresenta imunidade contra partículas tão pequenas, já que apresentam a mesma dimensão das bactérias (um bilionésimo de metro). 212

213 05. (NOVO ENEM-2012) A falta de conhecimento em relação ao que vem a ser um material radioativo e quais os efeitos, consequências e usos da irradiação pode gerar o medo e a tomada de decisões equivocadas, como a apresentada no exemplo a seguir. Uma companhia aérea negou-se a transportar material médico por este portar um certificado de esterilização por irradiação. Física na Escola, v 8, n. 2, 2007 (adaptado) A decisão tomada pela companhia é equivocada, pois. A) o material é incapaz de acumular radiação, não se tornando radioativo por ter sido irradiado. B) a utilização de uma embalagem é suficiente para bloquear a radiação emitida pelo material. C) a contaminação radioativa do material não se prolifera da mesma forma que as infecções por microrganismo. D) o material irradiado emite radiação de intensidade abaixo daquela que ofereceria risco à saúde. E) o intervalo de tempo após a esterilização é suficiente para que o material não emita mais radiação. 06. (NOVO ENEM-2013) Glicose marcada com nuclídeos de carbono-11 é utilizada na medicina para se obter imagens tridimensionais do cérebro, por meio de tomografia de emissão de pósitrons. A desintegração do carbono-11 gera um pósitron, com tempo de meia-vida de 20,4 min, de acordo com a equação da reação nuclear: (pósitron) A partir da injeção de glicose marcada com esse nuclídeo, o tempo de aquisição de uma imagem de tomografia é de cinco meias-vidas. Considerando que o medicamento contém 1,00 g do carbono-11, a massa, em miligramas, do nuclídeo restante, após a aquisição da imagem, é mais próxima de a) 0,200. b) 0,969. c) 9,80. d) 31,3. e) (NOVO ENEM-2014) A elevação da temperatura das águas de rios, lagos e mares diminui a solubilidade do oxigênio, pondo em risco as diversas formas de vida aquática que dependem desse gás. Se essa elevação de temperatura acontece por meios artificiais, dizemos que existe poluição térmica. As usinas nucleares, pela própria natureza do processo de geração de energia, podem causar esse tipo de poluição. Que parte do ciclo de geração de energia das usinas nucleares está associada a esse tipo de poluição? a) Fissão do material radioativo. b) Condensação do vapor-d'água no final do processo. c) Conversão de energia das turbinas pelos geradores. d) Aquecimento da água líquida para gerar vapor-d'água. e) Lançamento do vapor-d água sobre as pás das turbinas. 213

214 TORQUE MOMENTO DE UMA FORÇA 01. (NOVO ENEM-2012) O mecanismo que permite articular uma porta (de um móvel ou de acesso) é a dobradiça. Normalmente, são necessárias duas ou mais dobradiças para que a porta seja fixada no móvel ou no portal, permanecendo em equilíbrio e podendo ser articulada com facilidade, No plano, o diagrama vetorial das forças que as dobradiças exercem na porta está representado em 214

215 GABARITO NOVO ENEM 2009 A 2014 ELETROSTÁTICA 01 B 02 B 03 A GRAVITAÇÃO UNIVERSAL 01 E 02 E 03 A ELETRODINÂMICA 01 C 02 B 03 E 04 E 05 D 06 D 07 E 08 D 09 B 10 C 11 A 12 A 13 E 14 E 15 E 16 B 17 A 18 D 19 C 20 E 21 B 22 E 23 E 24 D 25 D 26 C 01 E MAGNETISMO ELETROMAGNETISMO 01 B 02 E 03 C 04 E 05 C 06 C 07 A HIDROSTÁTICA 01 D 02 E 03 C 04 E 05 C 06 E 07 B 08 B 09 D 10 A 11 C 12 A 13 C ENERGIA 01 B 02 D 03 E 04 C 05 B 06 C 07 C 08 A 09 D 10 A 11 E 12 D 13 C 14 B 15 E 16 B 17 E 18 B 19 D TEMPERATURA E DILATAÇÃO 01 C 02 D 03 B MOVIMENTO ONDULATÓRIO 01 B 02 D 03 D 04 A 05 E 06 B 07 E 08 D 09 A 10 B 11 B 12 C 13 E 14 A 15 E 16 A TERMODINÂMICA 01 C 02 B 03 B 04 D 05 E 06 C 07 C 08 C 09 E 10 A 11 A 12 B 13 A 14 D 15 D 16 E 17 A 18 C 19 B 20 E 21 C 22 B 23 E CINEMÁTICA ESCALAR 01 E 02 D 03 D 04 C 05 C REFLEXÃO DA LUZ 01 C 02 C 03 E 04 E CINEMÁTICA VETORIAL 01 E 02 A 03 A 04 A REFRAÇÃO DA LUZ 01 D 02 D 03 E 04 D 05 C 06 E LEIS DE NEWTON 01 B 02 E 03 C 04 E 05 C 06 C 07 A 215

216 FÍSICA MODERNA 01 C 02 E 03 D 04 D 05 A 06 D 07 B 01 D TORQUE 216

217 Enem 2016 Questões de 01 a 12 QUESTÃO 01 A usina de Itaipu é uma das maiores hidrelétricas do mundo em geração de energia. Com 20 unidades geradoras e MW de potência total instalada, apresenta uma queda de 118,4 m e vazão nominal de 690 m 3 /s por unidade geradora. O cálculo da potência teórica leva em conta a altura da massa de água represada pela barragem, a gravidade local (10 m/s 2 ) e a densidade da água (1 000 kg/m 3 ). A diferença entre a potência teórica e a instalada é a potência não aproveitada. Disponível em: Acesso em: 11 maio 2013 (adaptado). Qual é a potência, em MW, não aproveitada em cada unidade geradora de Itaipu? A) 0 B) 1,18 C) 116,96 D) 816,96 E) ,04 QUESTÃO 02 Uma ambulância A em movimento retílineo e uniforme aproxima-se de um observador O, em repouso. A sirene emite um som de frequência constante f A. O desenho ilustra as frentes de onda do som emitido pela ambulância. O observador possui um detector que consegue registrar, no esboço de um gráfico, a frequência da onda sonora detectada em função do tempo f O(t), antes e depois da passagem da ambulância por ele. Qual esboço gráfico representa a frequência Fo(t) detectada pelo observador? A) D) B) E) C) 1

218 QUESTÃO 03 Durante a primeira fase do projeto de uma usina de geração de energia elétrica, os engenheiros da equipe de avaliação de impactos ambientais procuram saber se esse projeto está de acordo com as normas ambientais. A nova planta estará localizada à beira de um rio, cuja temperatura média da água é de 25 C, e usará a sua água somente para refrigeração. O projeto pretende que a usina opere com 1,0 MW de potência elétrica e, em razão de restrições técnicas, o dobro dessa potência será dissipada por seu sistema de arrefecimento, na forma de calor. Para atender a resolução número 430, de 13 de maio de 2011, do Conselho Nacional do Meio Ambiente, com uma ampla margem de segurança, os engenheiros determinaram que a água só poderá ser devolvida ao rio com um aumento de temperatura de, no máximo, 3 C em relação à temperatura da água do rio captada pelo sistema de arrefecimento. Considere o calor específico da água igual a 4 kj/(kg C). Para atender essa determinação, o valor mínimo do fluxo de água, em kg/s, para a refrigeração da usina deve ser mais próximo de A) 42. B) 84. C) 167. D) 250. E) 500. QUESTÃO 04 O morcego emite pulsos de curta duração de ondas ultrassônicas, os quais voltam na forma de ecos após atingirem objetos no ambiente, trazendo informações a respeito das suas dimensões, suas localizações e dos seus possíveis movimentos. Isso se dá em razão da sensibilidade do morcego em detectar o tempo gasto para os ecos voltarem, bem como das pequenas variações nas frequências e nas intensidades dos pulsos ultrassônicos. Essas características lhe permitem caçar pequenas presas mesmo quando estão em movimento em relação a si. Considere uma situação unidimensional em que uma mariposa se afasta, em movimento retilíneo e uniforme, de um morcego em repouso. A distância e velocidade da mariposa, na situação descrita, seriam detectadas pelo sistema de um morcego por quais alterações nas características dos pulsos ultrassônicos? A) Intensidade diminuída, o tempo de retorno aumentado e a frequência percebida diminuída. B) Intensidade aumentada, o tempo de retorno diminuído e a frequência percebida diminuída. C) Intensidade diminuída, o tempo de retorno diminuído e a frequência percebida aumentada. D) Intensidade diminuída, o tempo de retorno aumentado e a frequência percebida aumentada. E) Intensidade aumentada, o tempo de retorno aumentado e a frequência percebida aumentada. QUESTÃO 05 Por apresentar significativa resistividade elétrica, o grafite pode ser utilizado para simulara resistores elétricos em circuitos desenhados no papel, com o uso de lápis e lapiseiras. Dependendo da espessura e do comprimento das linhas desenhadas, é possível determinar a resistência elétrica de cada traçado produzido. No esquema foram utilizados três tipos de lápis diferentes (2H, HB e 6B) para efetuar três traçados distintos. Munido dessas informações, um estudante pegou uma folha de papel e fez o desenho de um sorvete de casquinha utilizando-se desses traçados. Os valores encontrados nesse experimento, para as 2

219 resistências elétricas (R), medidas com o auxílio de um ohmímetro ligado nas extremidades das resistências, são mostrados na figura. Verificou-se que os resistores obedeciam a Lei de Ohm. Na sequência, conectou o ohmímetro nos terminais A e B do desenho e, em seguida, conectou-o nos terminais B e C, anotando as leituras RAB e RBC, respectivamente. Ao estabelecer a razão RAB/ RBC, qual resultado o estudante obteve? A) 1 B) C) D) E) QUESTÃO 06 Dois veículos que trafegam com velocidade constante em uma estrada, na mesma direção e sentido, devem manter entre si uma distância mínima. Isso porque o movimento de um veículo, até que ele pare totalmente, ocorre em duas etapas, a partir do momento em que o motorista detecta um problema que exige uma freada brusca. A primeira etapa é associada à distância que o veículo percorre entre o intervalo de tempo da detecção do problema e o acionamento dos freios. Já a segunda se relaciona com a distância que o automóvel percorre enquanto os freios agem com desaceleração constante. Considerando a situação descrita, qual esboço gráfico representa a velocidade do automóvel em relação à distância percorrida até parar totalmente? A) D) B) E) C) 3

220 QUESTÃO 07 A invenção e o acoplamento entre engrenagens revolucionaram a ciência na época e propiciaram a invenção de várias tecnologias, como os relógios. Ao construir um pequeno cronômetro, um relojoeiro usa o sistema de engrenagens mostrado. De acordo com a figura, um motor é ligado ao eixo e movimenta as engrenagens fazendo o ponteiro girar. A frequência do motor é de 18 RPM, e o número de dentes das engrenagens está apresentado no quadro. A frequência do ponteiro de giro, em RPM, é: A) 1 B) 2 C) 4 D) 81 E0 162 QUESTÃO 08 Três lâmpadas idênticas foram ligadas no circuito esquematizado. A bateria apresenta resistência interna desprezível, e os fios possuem resistência interna nula. Um técnico fez uma análise do circuito para prever a corrente elétrica nos pontos: A, B, C, D e E; e rotulou essas correntes de IA, IB, IC, ID e IE, respectivamente. O técnico concluiu que as correntes que apresentam o mesmo valor são A) IA= IE e IC = ID. B) IA= IB = IE e IC = ID. C) IA= IB, apenas. D) IA= IB = IE, apenas. E) IC = IB, apenas. 4

221 QUESTÃO 09 O trilho de ar é um dispositivo utilizado em laboratórios de física para analisar movimentos em que corpos de prova que se realiza um experimento para obter a massa do carrinho 2. No instante em que o carrinho 1, de massa 150,0 g, passa a se mover com velocidade escalar constante, o carrinho 2 está em repouso. No momento em que o carrinho 1 se choca com o carrinho 2, ambos passam a se movimentar juntos com velocidade escalar constante. Os sensores eletrônicos distribuídos ao longo do trilho determinam as posições e registram os instantes associados à passagem de cada carrinho, gerando os dados do quadro. Com base nos dados experimentais, o valor da massa do carrinho 2 é igual a: A) 50,0g B) 250,0g C) 300,0g D) 450,0g E) 600,0g QUESTÃO 10 Uma invenção que apresentou grande avanço tecnológico na Antiguidade, a polia composta ou a associação de polias, é atribuída a Arquimedes (287 a.c. a 212 a.c.). O aparato consiste em associar uma série de polias a uma polia fixa. A figura exemplifica um arranjo possível para esse aparato. É relatado que Arquimedes teria demonstrado para o rei Hierão um outro arranjo desse aparato, movendo sozinho, sobre a areia da praia, um navio repleto de passageiros e cargas, algo que seria impossível sem a participação de muitos homens. Suponha que a massa do navio era de kg, que o coeficiente de atrito estático entre o navio e a areia era de 0,8 e que Arquimedes tenha puxado o navio com uma força F, paralela à direção do movimento e de módulo igual 400 N. Considere os fios e as polias ideais, a aceleração da gravidade igual a 10 m/s 2 e que a superfície da praia é perfeitamente horizontal. Disponível em: Acesso em: 28 fev (adaptado). O número mínimo de polias móveis usadas, nessa situação, por Arquimedes foi A) 3. B) 6. C) 7. D) 8. E) 10. 5

Porque a agulha de uma bússola se desloca de sua posição original quando é aproximada a um fio onde passa uma corrente elétrica?

Isso se dá porque um fio condutor quando percorrido por uma corrente elétrica, gera em torno de sí um campo magnético, de mesma natureza que daquele de um ímã natural. Um ímã, como a agulha da bússola, possui dois polos magnéticos, norte e sul.

Qual a única possibilidade para a mudança de direção da agulha da bússola?

A única possibilidade para a mudança de direção da agulha da bússola era a presença de um campo magnético diferente daquele provocado pela Terra. A conclusão de Oersted foi que cargas elétricas em movimento eram capazes de criar campo magnético.

Quando aproximamos uma bússola de um fio que circula uma corrente a agulha da bússola pode sofrer uma deflexão ou pode não sofrer deflexão explique?

Ela sofre uma deflexão pois surge um campo magnético ao redor do fio que é capaz de agir sobre a agulha da bússola. Ou seja, quando passa uma corrente por um fio, essa corrente gera um campo magnético ao redor dele fazendo com que a bússola fique orientada.

Porque a agulha de uma bússola se desloca de sua sua posição original quando é aproximada nadar um fio por um passo uma corrente elétrica?

Porque a agulha de uma bússola se desloca de sua posição original quando é aproximada a um fio onde passa uma corrente elétrica?

Qual a única possibilidade para a mudança de direção da agulha da bússola?

Quando aproximamos uma bússola de um fio que circula uma corrente a agulha da bússola pode sofrer uma deflexão ou pode não sofrer deflexão explique?

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