Questões de Física - ENEM 2015 | Gabarito e resoluções

(Enem 2015) Um carro solar um veculo que utiliza apenas a energia solar para a sua locomoo. Tipicamente, o carro contm um painel fotovoltaico que converte a energia do Sol em energia eltrica que, por sua vez, alimentaum motor eltrico. A imagem mostra o carro solar TokaiChallenger, desenvolvido na Universidade de Tokai, no Japo, e que venceu o World Solar Challenge de 2009, uma corrida internacional de carros solares, tendo atingido uma velocidade mdia acima de 100 km/h. Considere uma regio plana onde a insolao (energia solar por unidade de tempo e de rea que chega superfcie da Terra) seja de 1 000 W/m2, que o carro solar possua massa de 200 kg e seja construdo de forma que o painel fotovoltaico em seu topo tenha uma rea de 9,0 m2 e rendimento de 30%. Desprezando as foras de resistncia do ar, o tempo que esse carro solar levaria, a partir do repouso, para atingir a velocidade de 108km/h um valor mais prximo de

(Enem 2015) A radiao ultravioleta (UV) dividida, de acordo com trs faixas de frequncia, em UV-A, UV-B e UV-C, conforme a figura. Para selecionar um filtro solar que apresente absoromxima na faixa UV-B, uma pessoa analisou os espectros de absoro da radiao UV de cinco filtros solares: Considere: velocidade da luz = 3,0108m/s e 1 nm = 1,010-9m. O filtro solar que a pessoa deve selecionar o

(Enem 2015) Certos tipos de superfcies na natureza podem refletir luz de forma a gerar um efeito de arco-ris. Essa caracterstica conhecida como iridescncia e ocorre por causa do fenmeno da interferncia de pelcula fina. A figura ilustra o esquema de uma fina camada iridescente de leo sobre uma poa dgua. Parte do feixe de luz branca incidente (1) reflete na interface ar/leo e sofre inverso de fase (2), o que equivale a uma mudana de meio comprimento de onda. A parte refratada do feixe (3) incide na interface leo/gua e sofre reflexo sem inverso de fase (4). O observador indicado enxergar aquela regio do filme com colorao equivalente do comprimento de onda que sofre interferncia completamenteconstrutiva entre os raios (2) e (5), mas essa condio s possvel para uma espessura mnima da pelcula. Considere que o caminho percorrido em (3) e (4) corresponde ao dobro da espessura E da pelcula de leo. Disponvel em: http://2011.igem.org. Acesso em: 18 nov. 2014 (adaptado). Expressa em termos do comprimento de onda (), a espessura mnima igual a

(Enem 2015) O ar atmosférico pode ser utilizado para armazenar o excedente de energia gerada no sistema elétrico, diminuindo seu desperdício, por meio do seguinte processo: água e gás carbônico são inicialmente removidos do ar atmosférico e a massa de ar restante é resfriada até - 198°C. Presente na proporção de 78% dessa massa de ar, o nitrogênio gasoso é liquefeito, ocupando um volume 700 vezes menor. A energia excedente do sistema elétrico é utilizada nesse processo, sendo parcialmente recuperada quando o nitrogênio líquido, exposto à temperatura ambiente, entra em ebulição e se expande, fazendo girar turbinas que convertem energia mecânica em energia elétrica. MACHADO, R. Disponível em www.correiobraziliense.com.br Acesso em: 9 set. 2013 (adaptado). No processo descrito, o excedente de energia elétrica é armazenado pela

(Enem 2015) Em um experimento, um professor levou para a sala de aula um saco de arroz, um pedao de madeira triangular e uma barra de ferro cilndrica e homognea. Ele props que fizessem a medio da massa da barra utilizando esses objetos. Para isso, os alunos fizeram marcaes na barra, dividindo-a em oito partes iguais, e em seguida apoiaram- na sobre a base triangular, com o saco de arroz pendurado em uma de suas extremidades, at atingir a situao de equilbrio. Nessa situao, qual foi a massa da barra obtida pelos alunos?

(Enem 2015) Uma pessoa abre sua geladeira, verifica o que h dentro e depois fecha a porta dessa geladeira. Em seguida, ela tenta abrir a geladeira novamente, mas s consegue fazer isso depois de exercer uma fora mais intensa do que a habitual. A dificuldade extra para reabrir a geladeira ocorre porque o(a)

(ENEM - 2015) Uma garrafa trmica tem como funo evitar a troca de calor entre o lquido nela contido e o ambiente, mantendo a temperatura de seu contedo constante. Uma forma de orientar os consumidores na compra de uma garrafa trmica seria criar um selo de qualidade, como se faz atualmente para informar o consumo de energia de eletrodomsticos. O selo identificaria cinco categorias e informaria a variao de temperatura do contedo da garrafa, depois de decorridas seis horas de seu fechamento, por meio de uma porcentagem do valor inicial da temperatura de equilbrio do lquido na garrafa. O quadro apresenta as categorias e os intervalos de variao percentual da temperatura. Para atribuir uma categoria a um modelo de garrafa trmica, so preparadas e misturadas, em uma garrafa, duas amostras de gua, uma a 10 C e outra a 40 C, na proporo de um tero de gua fria para dois teros de gua quente. A garrafa fechada. Seis horas depois, abre-se a garrafa e mede-se a temperatura da gua, obtendo-se 16 C. Qual selo deveria ser posto na garrafa trmica testada?

(Enem 2015) Uma anlise criteriosa do desempenho de Usain Bolt na quebra do recorde mundial dos 100 metros rasos mostrou que, apesar de ser o ltimo dos corredores a reagir ao tiro e iniciar a corrida, seus primeiros 30 metros foram os mais velozes j feitos em um recorde mundial, cruzando essa marca em 3,78 segundos. At se colocar com o corpo reto, foram 13 passadas, mostrando sua potncia durante a acelerao, o momento mais importante da corrida. Ao final desse percurso, Bolt havia atingido a velocidade mxima de 12 m/s. Disponvel em: http://esporte.uol.com.br. Acesso em: 5 ago. 2012 (adaptado) Supondo que a massa desse corredor seja igual a 90 kg, o trabalho total realizado nas 13 primeiras passadas mais prximo de:

(Enem 2015) Um estudante, precisando instalar um computador, um monitor e uma lmpada em seu quarto, verificou que precisaria fazer a instalao de duas tomadas eum interruptor na rede eltrica. Decidiu esboar com antecedncia o esquema eltrico. O circuito deve ser tal que as tomadas e a lmpada devem estar submetidas tenso nominal da rede eltrica e a lmpada deve poder ser ligada ou desligada por uminterruptor sem afetar os outros dispositivos pensou. Smbolos adotados: Qual dos circuitos esboados atende s exigncias?

(Enem 2015) Um garoto foi loja comprar um estilingue e encontrou dois modelos: um com borracha mais dura e outro com borracha mais mole. O garoto concluiu que o mais adequado seria o que proporcionasse maior alcance horizontal, D, para as mesmas condies de arremesso, quando submetidos mesma fora aplicada. Sabe-se que a constante elstica kd (do estilingue mais duro) o dobro da constante elstica km (do estilingue mais mole). A razo entre os alcances , referentes aos estilingues com borrachas dura e mole, respectivamente, igual a

(ENEM - 2015) Ser que uma miragem ajudou a afundar o Titanic? O fenmeno ticoconhecido como Fata Morgana pode fazer com que uma falsa parede de gua aparea sobre ohorizonte molhado. Quando as condies so favorveis, a luz refletida pela gua fria pode serdesviada por uma camada incomum de ar quente acima, chegando at o observador, vinda demuitos ngulos diferentes. De acordo com estudos de pesquisadores da Universidade de SanDiego, uma Fata Morgana pode ter obscurecido os icebergs da viso da tripulao que estavaa bordo doTitanic. Dessa forma, a certa distncia, o horizonte verdadeiro fica encoberto por uma nvoaescurecida, que se parece muito com guas calmas no escuro. Disponvel em: http://apod.nasa.gov. Acesso em: 6 set. 2012 (adaptado). O fenmeno tico que, segundo os pesquisadores, provoca a Fata Morgana a

(Enem 2015) As altas temperaturas de combusto e o atrito entre suas peas mveis so alguns dos fatores que provocam o aquecimento dos motores combusto interna. Para evitar o superaquecimento e consequentes danos a esses motores, foram desenvolvidos os atuais sistemas de refrigerao, em que um fluido arrefecedor com propriedades especiais circula pelo interior do motor, absorvendo o calor que, ao passar pelo radiador, transferido para a atmosfera. Qual propriedade o fluido arrefecedor deve possuir para cumprir seu objetivo com maior eficincia?

(ENEM-2015) Entre os anos de 1028 e 1038, Alhazen (Ibn al-Haytham; 965-1040 d.C.) escreveu sua principal obra, o Livro da ptica, que, com base em experimentos, explicava o funcionamento da viso e outros aspectos da tica, por exemplo, o funcionamento da cmara escura. O livro foi traduzido e incorporado aos conhecimentos cientficos ocidentais pelos europeus. Na figura, retirada dessa obra, representada a imagem invertida de edificaes em um tecido utilizado como anteparo. Se fizermos uma analogia entre a ilustrao e o olho humano, o tecido corresponde ao()

(Enem 2015) Ao ouvir uma flauta e um piano emitindo a mesma nota musical, consegue-se diferenciar esses instrumentos um do outro. Essa diferenciação se deve principalmente ao(à)

(Enem 2015) Para obter a posio de um telefone celular, a polcia baseia-se em informaes do tempo de resposta do aparelho em relao s torres de celular da regio de onde se originou a ligao. Em uma regio, um aparelho est na rea de cobertura de cinco torres, conforme o esquema. Considerando que as torres e o celular so puntiformes e que esto sobre um mesmo plano, qual o nmero mnimo de torres necessrias para se localizar a posio do telefone celular que originou a ligao?