Questões de Física - ENEM 2009 | Gabarito e resoluções

(Enem 2009) Na linha de uma tradio antiga, o astrnomo grego Ptolomeu (100-170 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 rbitas circulares. A teoria de Ptolomeu resolvia de modo razovel os problemas astronmicos da sua poca. Vrios sculos mais tarde, o clrigo e astrnomo polons Nicolau Coprnico (1473-1543), ao encontrar inexatides 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 astrnomo matemtico alemo Johannes Kepler (1571- 1630), depois de estudar o planeta Marte por cerca de trinta anos, verificou que a sua rbita elptica. Esse resultado generalizou-se para os demais planetas. A respeito dos estudiosos citados no texto, correto afirmar que

(ENEM 2009) A eficincia de um processo de converso de energia definida como a razo entre a produo de energia ou trabalho til e o total de entrada de energia no processo. A figura mostra um processo com diversas etapas. Nesse caso, a eficincia geral ser igual ao produto das eficincias das etapas individuais. A entrada de energia que no se transforma em trabalho til perdida sob formas no utilizveis (como resduos de calor). HINRICHS, R. A. Energia e Meio Ambiente. So Paulo: Pioneira Thomson Learning, 2003 (adaptado). (Foto: Reproduo/Enem) Aumentar a eficincia dos processos de converso de energia implica economizar recursos e combustveis. Das propostas seguintes, qual resultar em maior aumento da eficincia geral do processo?

(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: http://oglobo.globo.com. Acesso em: 14 jul. 2009. 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/s2), 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,

(Enem 2009) O manual de instruções de um aparelho de ar-condicionado apresenta a seguinte tabela, com dados técnicos para diversos modelos: Capacidade de refrigeração kW/(BTU/h) Potência (W) Corrente elétrica - ciclo frio (A) Eficiência energética COP (W/W) Vazão de ar (m3/h) Frequência (Hz) 3,52/(12.000) 1.193 5,8 2,95 550 60 5,42/(18.000) 1.790 8,7 2,95 800 60 5,42/(18.000) 1.790 8,7 2,95 800 60 6,45/(22.000) 2.188 10,2 2,95 960 60 6,45/(22.000) 2.188 10,2 2,95 960 60 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

(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: Aparelhos Potência (W) Aparelho de som 120 Chuveiro elétrico 3.000 Ferro elétrico 500 Televisor 200 Geladeira 200 Rádio 50 *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. Área do Cômodo (m2) Potência da Lâmpada (W) Sala/copa /cozinha Quarto, varanda e corredor banheiro Até 6,0 60 60 60 6,0 a 7,5 100 100 60 7,5 a 10,5 100 100 100 Obs.: Para efeitos dos cálculos das áreas, as paredes são desconsideradas. Considerando a planta baixa fornecida, com todos os aparelhos em funcionamento, a potência total, em watts, será de

(Enem 2009) O esquema mostra um diagrama de bloco de uma estação geradora de eletricidade abastecida por combustível fóssil. 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?

(Enem 2009)O nibus espacial Atlantis foi lanado ao espao com cinco astronautas a bordo e uma cmera nova, que iria substituir uma outra danificada por um curto-circuito no telescpio Hubble. Depois de entrarem em rbita a 560 km de altura, os astronautas se aproximaram do Hubble. Dois astronautas saram da Atlantis e se dirigiram ao telescpio. Ao abrir a porta de acesso, um deles exclamou: Esse telescpio tem a massa grande, mas o peso pequeno. Considerando o texto e as leis de Kepler, pode-se afirmar que a frase dita pelo astronauta

(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 (L1 a L8), 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?

(ENEM 2009) A inveno da geladeira proporcionou uma revoluo no aproveitamento dos alimentos, ao permitir que fossem armazenados e transportados por longos perodos. A figura apresentada ilustra o processo cclico de funcionamento de uma geladeira, em que um gs no interior de uma tubulao forado a circular entre o congelador e a parte externa da geladeira. por meio dos processos de compresso, que ocorre na parte externa, e de expanso, que ocorre na parte interna, que o gs proporciona a troca de calor entre o interior e o exterior da geladeira. Disponvel em: http://home.howstuffworks.com. Acesso em: 19 out. 2008 (adaptado). Nos processos de transformao de energia envolvidos no funcionamento da geladeira,

(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 1.800 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:

(Enem 2009) possvel, com 1 litro de gasolina, usando todo o calor produzido por sua combusto direta, aquecer 200 litros de gua 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 gua, durante um certo intervalo de tempo. Todo o calor liberado pelo resistor transferido gua. Considerando que o calor especfico da gua igual a 4,19 J g-1 C-1, aproximadamente qual a quantidade de gasolina consumida para o aquecimento de gua obtido pelo gerador, quando comparado ao obtido a partir da combusto?

(Enem 2009) O Sol representa uma fonte limpa e inesgotvel de energia para o nosso planeta. Essa energia pode ser captada por aquecedores solares, armazenada e convertida posteriormente em trabalho til. Considere determinada regio cuja insolao potncia solar incidente na superfcie da Terra seja de 800 watts/m2. Uma usina termossolar utiliza concentradores solares parablicos que chegam a dezenas de quilmetros de extenso. Nesses coletores solares parablicos, a luz refletida pela superfcie parablica espelhada focalizada em um receptor em forma de cano e aquece o leo contido em seu interior a 400 C. O calor desse leo transferido para a gua, vaporizando-a em uma caldeira. O vapor em alta presso movimenta uma turbina acoplada a um gerador de energia eltrica. Considerando que a distncia entre a borda inferior e a borda superior da superfcie refletora tenha 6 m de largura e que focaliza no receptor os de radiao provenientes do Sol, e que o calor especfico da gua 1 cal. g-1. C-1 = 4.200 J. kg-1. C-1, ento o comprimento linear do refletor parablico necessrio para elevar a temperatura de 1 m3 (equivalente a 1 t) de gua de 20 C para 100 C, em uma hora, estar entre