Questões de Física do ENEM

Em um exame de endoscopia, é utilizado um cabo de fibra óptica para iluminar e para capturar imagens do interior do corpo.

O princípio físico que permite a transmissão da luz por essas fibras em trajetos curvos é a  

Em um procedimento de esterilização de um segmento ósseo para um implante, a equipe médica aquece 200 g de osso (calor específico aproximado de 0,3 cal/g.°C) de 20°C até 80°C. Sabendo que 1 cal ≈ 4,2 J e que o equipamento de aquecimento fornece uma potência de 100 W, qual é o tempo aproximado necessário para aquecer o osso até a temperatura desejada? 

Um marcapasso fornece pulsos elétricos periódicos ao coração de um paciente para mantê-lo funcionando adequadamente. Suponha que um pulso tenha duração de 0,5 s e gere uma corrente de 1,2 mA em um resistor de 1.000 ohms. Determine a diferença de potencial elétrico no resistor e a energia fornecida em cada pulso. 

Um fisioterapeuta utiliza uma esteira para a reabilitação de um paciente com lesão muscular. O paciente acompanha o movimento da esteira que acelera uniformemente do repouso até atingir 6 m/s em 4 segundos. Após atingir essa velocidade, a esteira mantém o ritmo constante com o paciente, percorrendo mais 12 metros. Qual é a distância total percorrida e o tempo total que o paciente passa na esteira? 

Um estudante de medicina estuda o impacto de quedas em pacientes com lesões na coluna vertebral. Considere que um paciente de massa M = 80 kg cai de uma altura h = 1,2 m sobre um colchão que se comprime Δ = 20 cm para absorver o impacto da queda. Supondo que toda a energia potencial gravitacional inicial seja convertida em energia potencial elástica (sem dissipação), determine a força média que o colchão exerce sobre o paciente. Considere g = 10 m/s2.

O impulso elétrico que desencadeia a contração do coração é de aproximadamente 0,1 V. Suponha que, em determinado momento, a resistência entre duas regiões de tecido cardíaco seja de 0,05 Ω. Se o sinal elétrico dura 2 ms, qual a carga total que atravessa essas regiões durante esse intervalo? 

Durante um exame oftalmológico, um pesquisador estuda o comportamento óptico do cristalino, uma estrutura do olho humano que, em condições normais, funciona como uma lente convergente natural, projetando a imagem dos objetos na retina. Considere que, para observar um objeto colocado a 25 cm de distância do olho, o cristalino ajusta sua curvatura de modo a obter uma distância focal de 2,5 cm. Com base nesse ajuste, determine: a posição da imagem e o aumento linear da imagem formada sobre a retina. 

Durante um estudo de termorregulação, um fluido que simula o sangue percorre um circuito fechado. Ele entra no “coração artificial” a 36°C e sai a 37°C.

Se o fluxo de massa for constante em 0,05 kg/s e o calor específico for 4.200 J/(kg.°C), qual a potência térmica fornecida pelo “coração artificial” ao fluido?  

Um objeto de massa m = 1,00 kg é lançado verticalmente para cima a partir do solo, com velocidade inicial v₀ = 30,0 m/s. A força de resistência do ar tem módulo constante fd = 2,00 N durante toda a trajetória. Ao retornar ao nível do solo, ele colide com uma plataforma de massa desprezível, presa a uma mola ideal vertical de constante elástica k = 800 N/m. Após o impacto, o sistema plataforma-massa desliza sobre apoios verticais, sofrendo uma força dissipativa total constante igual a 410 N. Assinale a alternativa que corresponde, respectivamente, à altura máxima atingida pelo objeto e ao valor que mais se aproxima da energia total dissipada até a mola atingir sua máxima compressão.

Considere um tubo cilíndrico condutor de raio R dividido em três regiões. Em cada região, há um conjunto de furos de raios distintos a, b e c, igualmente espaçados. Um ímã é solto, partindo do repouso a partir do topo do cilindro, conforme apresentado na figura. Considere as seguintes afirmações:

I. Se os raios a, b e c tendem a zero, a aceleração do ímã será a menor possível.

II. Se os raios a = c < b, a aceleração do ímã na região c será maior do que na região b.

III. Se os raios a = b > c, e considerando o efeito Joule no material condutor, a temperatura local na região c é maior do que nas regiões a e b.

IV. Se os raios a = b = c, com a região b agora composta por um material dielétrico ideal, a velocidade final do ímã, após passar pela região c, será maior do que seria caso todo o tubo fosse condutor.

V. Se todo o tubo fosse composto de um material dielétrico ideal com raios a > b > c, a aceleração na região b seria maior do que na região c.

Estão corretas apenas

A figura a seguir ilustra um dispositivo D(λ, I), que emite radiação eletromagnética monocromática de comprimento de onda λ e intensidade I, a qual chega a um anteparo opaco S₁, com duas fendas. A radiação é detectada por um dispositivo de medição M fixado em um segundo anteparo S₂. Esse dispositivo M, ao ser submetido à radiação, gera uma resposta de corrente i em função da diferença de potencial V aplicada nos seus terminais. A figura também apresenta 4 gráficos i × V, todos na mesma escala, obtidos a partir de medições com diferentes valores de λ e I. É falsa a afirmação de que é possível passar da situação

Considere duas barras X e Y, com 200 g cada, compostas por materiais hipotéticos distintos. Com o objetivo de determinar o calor específico de cada material, foram realizados os dois experimentos isobáricos a seguir:

Experimento 1: As barras X e Y, inicialmente a 230 °C, foram colocadas simultaneamente em um mesmo recipiente isolado (m = 500 g e C_p = 0,1 cal·g⁻¹·°C⁻¹), que continha água (m = 350 g e C_p = 1,0 cal·g⁻¹·°C⁻¹), inicialmente a 25 °C.

Experimento 2: A barra X, inicialmente a 260 °C, e a barra Y, inicialmente a 185 °C, foram colocadas simultaneamente no mesmo recipiente isolado, que continha os mesmos 350 g de água, inicialmente a 25 °C.

Sabendo que, no início do experimento, a água e o recipiente se encontravam na mesma temperatura e que, em ambos os experimentos, o equilíbrio térmico foi atingido a 30 °C, assinale a alternativa que apresenta o calor específico (em cal·g⁻¹·°C⁻¹) dos materiais X e Y, respectivamente.

Uma dada solução aquosa a 100 °C apresenta o equilíbrio químico A(aq) = B(aq). A quantidade inicial de A(aq) corresponde a 1,0 mol, e a constante de equilíbrio dessa reação é igual a 1,0. A essa solução é fornecida uma quantidade de energia igual a 540 cal por segundo, e a quantidade inicial de água na solução é igual a 1000 g.

Considere que: (i) o volume das substâncias A e B é desprezível em relação ao volume da solução; (ii) o equilíbrio é atingido muito rapidamente; (iii) as substâncias A e B não são voláteis; e (iv) toda a energia é utilizada para ebulição do solvente.

Assinale a alternativa que melhor representa o tempo gasto, em segundos, para que a temperatura da solução aumente em 1,04 °C.

Dados:

K (ebulioscópica) da água = 0,52 °C·kg·mol⁻¹

Δ H_ebulição(H₂O) = 540 cal·g⁻¹.

Um atleta percorreu 100m em 50s e, a seguir, 900m em 150s. O valor da sua velocidade média no trajeto foi: 

Um halterofilista ergue verticalmente um halter de massa M por uma altura A com uma velocidade constante v1. Ele repete o mesmo procedimento, porém, com uma velocidade v2 > v1.

As relações entre os trabalhos W1 e W2 realizados pelo halterofilista sobre o halter e entre as potências P1 e P2 despendidas nos dois movimentos são, respectivamente: