Questões de Física do ENEM

Em 1971, o comandante da missão Apollo 15, David Scott, realizou um experimento na superfície da Lua. Scott soltou, simultaneamente e da mesma altura, uma pena de falcão e um martelo geológico, o qual tinha massa cerca de 50 vezes maior do que a da pena, e observou que ambos atingiram o solo no mesmo instante. Se esse experimento fosse realizado próximo à superfície da Terra, o martelo atingiria o solo antes da pena. Na Lua, eles atingiram o solo no mesmo instante porque

Ao preparar uma xícara de chá, uma pessoa colocou 200 ml (200 g) de água inicialmente a 80 ºC em uma xícara e deixou um sachê desse chá em infusão durante determinado intervalo de tempo. A xícara utilizada pela pessoa tinha capacidade térmica de 100 cal/ºC e estava, inicialmente, à temperatura de 20 ºC. Sabendo que o calor específico da água é 1,0 cal/(g · ºC) e desprezando a quantidade de calor perdida para o ambiente e a quantidade de calor absorvida pelo sachê, a temperatura da bebida, ao ser atingido o equilíbrio térmico, foi de 

Espelhos esféricos convexos podem ser utilizados para monitorar espaços em que há grande fluxo de pessoas ou de veículos, pois eles apresentam campo visual maior do que o de um espelho plano de mesmas dimensões. Porém, diferentemente das imagens conjugadas pelos espelhos planos, as imagens de objetos reais conjugadas pelos espelhos esféricos convexos são sempre

Grande parte dos estímulos que o ser humano recebe do meio ao seu redor deve-se aos sentidos da audição e da visão, os quais são sensibilizados por ondas que se propagam por esse meio. O sistema auditivo e o sistema visual do ser humano são sensíveis, respectivamente, a determinadas faixas de frequência de ondas

O efeito fotoelétrico é o resultado da interação entre radiação eletromagnética e determinados materiais. Esse efeito corresponde à ejeção de elétrons pela superfície do material, geralmente metálico, quando fótons dessa radiação transferem sua energia para esses elétrons. Para que ocorra o efeito fotoelétrico, os fótons da radiação incidente devem ter uma energia mínima, que varia de acordo com o material sobre o qual a radiação incide.

A energia cinética (EC) com que um elétron ejetado da superfície do material se movimenta, após sua ejeção, é dada por EC = EF – E0 . Nessa equação, EF é a energia do fóton da radiação incidente e E0 é a energia mínima necessária para retirar o elétron da superfície desse material. Para o sódio, essa energia mínima é de 3,6 × 10–19 J e para o cobalto é de 6,2 × 10–19 J.

Considere que os fótons de certa radiação ejetam elétrons com energia cinética de 3,0 × 10–19 J ao incidirem sobre uma superfíce de sódio. Se fótons dessa mesma radiação incidirem sobre uma superfície de cobalto, esses fótons ejetarão elétrons com energia cinética de

No âmbito de um projeto de engenharia para o desenvolvimento de sistemas de segurança em parques de skate, um protótipo de frenagem de emergência está sendo avaliado. O sistema consiste em uma rampa de perfil curvilíneo que termina em uma seção plana e horizontal, onde está acoplada uma mola amortecedora.

Para o teste, um objeto de massa m = 0,60 kg é liberado do repouso absoluto (v_A = 0) a partir do cume da rampa, o ponto A. Este ponto está posicionado a uma altura vertical h = 2,0 m em relação ao nível de referência da base (ponto B), onde a mola está instalada.

Considera-se que a rampa possui um acabamento de baixíssimo atrito e que a resistência do ar é desprezível, permitindo que o sistema seja analisado como conservativo. A mola de segurança, por sua vez, foi projetada para obedecer à Lei de Hooke e possui uma constante elástica previamente aferida de k = 150 N/m. O módulo da aceleração da gravidade no local do experimento é g = 10 m/s². A máxima compressão da mola vale, em metros:

Em uma missão de pesquisa na Antártida, uma equipe de cientistas enfrenta uma situação logística urgente. Um caixote contendo equipamentos eletrônicos sensíveis, com massa total de 60 kg, precisa ser movido do hangar de armazenamento até o laboratório principal. O caixote está sobre uma vasta planície de gelo que, devido à temperatura ambiente de -25°C, apresenta uma superfície extremamente lisa, tornando a força de atrito entre o caixote e o gelo desprezível para os cálculos. Para realizar o transporte, um membro da equipe utiliza um pequeno veículo trator que puxa o caixote por meio de um cabo esticado horizontalmente. O motor do veículo é calibrado para exercer uma força de tração constante, resultando em uma força resultante horizontal sobre o caixote de 132 N. O manual dos equipamentos eletrônicos especifica que, para evitar danos por vibrações, a aceleração durante o transporte não deve exceder 2,5 m/s². Para garantir a integridade dos instrumentos e validar o procedimento de transporte, é fundamental calcular a aceleração exata produzida pela força aplicada. Com base no Princípio Fundamental da Dinâmica (Segunda Lei de Newton), qual é o módulo da aceleração produzida no caixote de suprimentos?

Para um estudo sobre a cinemática de projéteis, analisa-se o movimento de um objeto lançado verticalmente em um campo gravitacional uniforme. O objetivo é determinar os parâmetros da trajetória, como a altitude máxima, com base nas condições iniciais do movimento. Um projétil, com massa de 4,5 kg, é disparado a partir de um ponto de referência no solo. O lançamento ocorre em uma trajetória retilínea e vertical, com uma velocidade inicial, medida no instante em que o projétil perde contato com o dispositivo lançador, de 40 m/s.

Para a análise do modelo, são adotadas as seguintes hipóteses simplificadoras: o movimento ocorre em condições onde a resistência do ar é desprezível, e o campo gravitacional é considerado constante, resultando em uma aceleração de módulo g = 10 m/s² que se opõe ao movimento de subida. O ponto culminante da trajetória, conhecido como apogeu, é caracterizado pela inversão do sentido do movimento, momento em que a velocidade do projétil se anula instantaneamente. A determinação desta altitude é um dado fundamental na análise do movimento. Sendo assim, calcule a altura máxima, em metros, atingida pelo projétil em relação ao seu ponto de partida.

Uma companhia de teatro está na fase final de ensaios para sua nova produção. Uma das cenas mais impactantes da peça exige que um "caldeirão mágico" suba do fosso do palco, que está a 3 metros abaixo do nível principal, até uma altura de 2 metros acima dele (um percurso total de 5 metros). A diretora de engenharia cênica projetou um mecanismo baseado em uma máquina de Atwood para realizar o movimento de forma suave e controlada.

O sistema é composto por uma polia de rolamento suíço, fabricada em um polímero de baixo atrito, considerada ideal para este cálculo (sem massa e sem atrito). Um fio de fibra de carbono, com comprimento total de 12 metros e uma resistência à tração testada de 50 N, é utilizado. O fio é considerado inextensível e de massa desprezível.

O Corpo 1 (o "caldeirão" cenográfico) possui uma massa de 20 g (0,02 kg).

O Corpo 2 (um contrapeso de chumbo) possui uma massa de 30 g (0,03 kg).

O sistema parte do repouso no início da cena. Para o relatório técnico de segurança, a engenheira cênica precisa validar os cálculos da dinâmica do sistema, considerando a aceleração da gravidade local como g = 10 m/s².

Com base na análise das forças que governam o sistema (Peso e Tração), e aplicando a Segunda Lei de Newton para corpos interligados, determine o módulo da aceleração com que o "elevador" (caldeirão) sobe.

Um garoto, segurando duas pedras, uma em cada mão, está parado em uma ponte sobre um rio, a 45 m de altura em relação às suas águas. No instante t = 0 ele abandona, a partir do repouso, a pedra que está em sua mão esquerda. Um segundo mais tarde, ele joga verticalmente para baixo, da mesma altura, a pedra que está em sua mão direita, com velocidade inicial vο . Adotando g = 10 m/s² e desprezando a resistência do ar, o módulo de vο para que as duas pedras toquem simultaneamente a superfície da água é

Marte possui dois pequenos satélites naturais, chamados Deimos e Fobos, que se acredita serem dois asteroides capturados pelo planeta. Considere TD e TF os períodos de rotação e rD e rF os raios médios das órbitas de Deimos e Fobos, respectivamente. 

(www.astronomia.gelsonluz.com)

Sabendo que TD = 4 · TF, a razão    vale, aproximadamente,

Depois de preparar um assado, um cozinheiro precisa retirar a forma de alumínio de dentro do forno. Para isso, ele protege suas mãos com luvas feitas de material isolante, pois apesar de conseguir colocar as mãos dentro desse forno e suportar a alta temperatura do ar sem protegê-las, ele não pode tocar na forma quente sem a devida proteção térmica. Isso ocorre porque

A figura mostra algumas gotas de água que atuam como lentes esféricas sobre uma folha.

                                 (https://es.dreamstime.com)

Considere que se pretenda produzir uma imagem de um objeto real, com as mesmas características das produzidas por essas gotas, utilizando uma lente esférica de vidro de distância focal f e colocando o objeto a uma distância d do centro óptico da lente. Para isso, será necessário utilizar uma lente