Questões de Física - ENEM | Gabarito e resoluções

(Enem 2010) 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 o 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: http://inovacaotecnologica.com.br. Acesso em: 28 abr. 2010 (adaptado). Considerando o comportamento atípico desse metamaterial, qual é a figura que representa a refração da luz ao passar do ar para esse meio?

(Enem 2010) Observe a tabela seguinte. Ela traz especificaes tcnicas constantes no manual de instrues fornecido pelo fabricante de uma torneira eltrica. Considerando que o modelo de maior potncia da verso 220 V da torneira suprema foi inadvertidamente conectada a uma rede com tenso nominal de 127 V, e que o aparelho est configurado para trabalhar em sua mxima potncia. Qual o valor aproximado da potncia ao ligar a torneira?

(ENEM 2010) 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: http://www.inovacaotecnologica.com.br. 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

(Enem 2010) 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

(Enem 2010) 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

(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) 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

(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) 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?