Questões de Física do ENEM

A fim de preservar a vida útil dos freios, os manuais de direção recomendam que, ao descer uma ladeira muito íngreme ou muito extensa, o motorista deve manter uma marcha reduzida engatada e tirar o pé do acelerador. Com isso, o carro é freado e mantido com velocidade constante através do chamado “freio motor”, sem necessitar do uso dos freios convencionais.

Para um automóvel de massa m = 950kg descendo uma ladeira de inclinação α30°, qual é a força aplicada pelo freio motor para manter sua velocidade constante? (Desconsidere qualquer outra força dissipativa e assuma g = 10 m/s²)

O esquema abaixo descreve uma máquina muito utilizada em academias de musculação para exercícios de panturrilha. O usuário deve sentar-se no banco (1) e apoiar a parte inferior da coxa sob um suporte acolchoado (2) e as pontas dos pés sobre uma pequena plataforma fixa (3). Anilhas de peso total P são então encaixadas no suporte (4), agindo como a “carga” do exercício. Para realizar o movimento, aplica-se uma força vertical para cima, utilizando basicamente a panturrilha, a fim de levantar o suporte (2), que, por sua vez, faz rotacionar o conjunto da barra e das anilhas (Figura b).

Devido à disposição das forças no aparelho, a força mínima necessária para realizar o exercício, supondo d₁ = 40cm , d₂ = 60 cm, h = 15 cm e considerando apenas a massa das anilhas, será de

Esportes de aventura têm cada vez mais se popularizado e profssionais desse ramo, ao mesmo tempo em que atuam como guias turísticos, fazem um trabalho de conscientização ambiental. Um desses esportes é o rafting, que consiste basicamente em um grupo de pessoas descer uma corredeira dentro de um bote infável.

Certa vez, a guia Camile, treinando para um rali de aventura, pediu ao seu amigo Matteo que medisse a velocidade média do bote utilizado por ela em um certo trecho do rio. Matteo, como bom estudante de Física, observou que a trajetória do bote era paralela às margens, e que sua velocidade de descida em relação às margens era de 8 m/s.

Supondo que essa situação não sofresse alteração e considerando a velocidade constante em todo o trecho do rali com extensão de 36 km, Camile e seu grupo percorreriam, descendo o rio, o trajeto em, aproximadamente,

O funcionamento de um chuveiro elétrico depende de um resistor elétrico interno, cuja função é transferir calor para a água que passa por dentro do chuveiro.

O resistor elétrico sofre aquecimento após a passagem de uma corrente elétrica i, devido a uma diferença de potencial U. A potência elétrica P do chuveiro está relacionada com a energia dissipada pelo resistor por efeito joule durante certo intervalo de tempo. Portanto, quanto maior a potência elétrica dissipada, maior o aquecimento da água e maior o consumo de energia elétrica do chuveiro,

Sabendo-se que potência e corrente elétricas são grandezas físicas diretamente proporcionais, podemos afrmar que a intensidade da corrente elétrica nominal que passa por um resistor elétrico de um chuveiro cujos valores nominais são 5 400 W e 220 V é, em ampère, aproximadamente,

Uma determinada pesquisa teve como objetivo principal analisar a utilização de chuveiros elétricos e o conforto que ofereciam aos seus usuários. Para isso, anotaram-se os seguintes valores médios aproximados:

Número de banhos observados:1625;
Temperatura média da água que entra no chuveiro: 18°C;
Temperatura média da água que sai do chuveiro:38°C;
Tempo médio de cada banho :10 min;
Vazão média do chuveiro:0,06 L/s.

A relação entre a quantidade de energia transferida para que uma porção de água mude a sua temperatura é dada por Q = m · c · Δθ. Sendo assim, baseando-se nos dados apresentados, podemos concluir que a quantidade de energia total dissipada pelo chuveiro durante um banho será, em kcal,

Dados: O calor específico da água:1,0 cal /g°C; Densidade da água: 1,0 kg/L.

Como funciona uma usina nuclear?

A fissão dos átomos de urânio dentro das varetas do elemento combustível aquece a água que passa pelo reator a uma temperatura de 320 graus Celsius. Para que não entre em ebulição – o que ocorreria normalmente aos 100 graus Celsius – esta água é mantida sob uma pressão 157 vezes maior que a pressão atmosférica.

O gerador de vapor realiza uma troca de calor entre as águas de um primeiro circuito e as águas de um circuito secundário, os quais são independentes entre si. Com essa troca de calor, as águas do circuito secundário se transformam em vapor e movimentam a turbina, que, por sua vez, aciona o gerador elétrico.

Usando como base apenas o texto apresentado, identifcam-se, independentemente da ordem, além da energia nuclear, três outros tipos de energia:

Uma área profissional que tem tido muita oferta de trabalho é a exploração do petróleo no fundo do mar. Para se efetuar uma exploração petrolífera, é necessária uma pesquisa sísmica. Essa pesquisa é como uma ultrassonografia da região oceânica, pois permite reconhecer e mapear as várias camadas que constituem o subsolo marinho. Para isso, um navio emite, por meio de canhões de ar comprimido à alta pressão, ondas sonoras. Essas ondas comportam-se de maneira diferente em meios de propagação diferentes (sólidos, líquidos mais densos, líquidos menos densos, gases etc.), produzindo, assim, uma mudança de velocidade na propagação da onda. No oceano, essa mudança de velocidade depende basicamente da salinidade, da temperatura e da densidade do meio. Desta forma, comparando-se os dados gerados e recebidos com o retorno dessas ondas sonoras (sísmicas), é possível a confirmação da existência de reservas de óleo e gás no subsolo marinho e da distância destas do nível da superfície do mar (profundidade).



A figura 1 apresenta quatro camadas: pré-sal, sal, pós-sal e água, sendo que o petróleo (a mancha escura na parte inferior da figura 1) encontra-se incrustado na rocha do pré-sal.

Suponha, para esse caso, que as densidades (d) dessas camadas na região explorada obedecessem à relação:

d_ÁGUA < d_PETRÓLEO < d_PÓS-SAL < d_SAL < d_PRÉ-SAL

e que as condições de pressão, temperatura e salinidade do oceano nessa região em análise fossem consideradas normais, ou seja, causando pouca variação na velocidade da onda sonora. Desta forma, em relação às velocidades das ondas sonoras e aos pontos destacados no gráfco, representado na fgura 2, podemos afrmar que:

A figura mostra uma série de fotografias estroboscópicas de duas esferas, A e B, de massas diferentes. A esfera A foi abandonada em queda livre e, no mesmo instante, B foi lançada horizontalmente, com velocidade inicial V₀ .

Considere as medidas indicadas na figura, a resistência do ar desprezível e g = 10 m/s ² . Nessas condições, o módulo de V₀ , em m/s, é:

Num determinado sistema planetário, um planeta descreve um movimento de translação ao redor de uma estrela, segundo a trajetória e o sentido representados na figura. Sabe-se que o deslocamento entre os pontos A e B ocorre em quatro meses terrestres e que as áreas A₁ e A₂ são iguais.

Considerando válidas as leis de Kepler para o movimento planetário e sabendo que o período de translação do planeta ao redor de sua estrela é igual a 20 meses terrestres, o intervalo de tempo para que ele percorra o trecho CA, em meses terrestres, é igual a:

Duas crianças brincam com massas de modelar sobre uma mesa horizontal e fazem duas esferas, A e B, de massas iguais. Em seguida, lançam as esferas que passam a rolar sobre a mesa, em direções perpendiculares entre si, conforme representado na figura. Após a colisão no ponto P, as esferas permanecem grudadas uma na outra, movendo-se juntas após o choque.

Sabendo que imediatamente antes da colisão as esferas têm velocidades V_A= V _B = 2 m/s, o módulo da velocidade do conjunto formado pelas duas esferas juntas, em m/s, imediatamente depois da colisão é igual a:

Atua sobre um objeto uma força resultante constante, conferindo-lhe uma posição, em função do tempo, dada por y(t) = bt³ /2.

Sabendo-se que o tempo é dado em segundos, e a posição, em metros, a constante b tem no SI a dimensão

Uma prensa hidráulica é composta por dois reservatórios: um cilíndrico e outro em forma de prisma com base quadrada. O diâmetro do êmbolo do reservatório cilíndrico tem a mesma medida que o lado do êmbolo do reservatório prismático. Esses êmbolos são extremamente leves e podem deslocar-se para cima ou para baixo, sem atrito, e perfeitamente ajustados às paredes dos reservatórios. Sobre o êmbolo cilíndrico está um corpo de peso P.

A força que deve ser aplicada no êmbolo quadrado para elevar esse corpo deve ter intensidade mínima igual a :

Os valores de três resistores formam uma progressão arit- mética. As resistências equivalentes quando os três são liga- dos em série e quando os três são ligados em paralelo são,respectivamente, 15 Ω e 40/33 Ω.

Multiplicando-se os números que correspondem aos valo- res desses três resistores obtém-se

Em um certo planeta, um corpo é atirado verticalmente para cima, no vácuo, de um ponto acima do solo horizon- tal. A altura, em metros, atingida pelo corpo é dada pela função h(t) = At²+ Bt + C, em que t está em segundos. Decorridos 4 segundos do lançamento, o corpo atinge a altura máxima de 9 metros e, 10 segundos após o lançamento, o corpo toca o solo.

A altura do ponto de lançamento, em metros, é:

Um objeto é colocado entre dois espelhos planos cujas superfícies refletoras formam um ângulo a. Sabe-se que a medida de a é um divisor positivo de 24 e que o número total de imagens que esse objeto produz é maior que 17 e menor que 59.

Quantos são os possíveis valores de α?

A Figura acima ilustra duas cargas elétricas puntiformes que são mantidas fixas a uma distância de 1 metro. Uma terceira carga positiva q será abandonada em um ponto C interior ao segmento imaginário AB que une as cargas +Q e +4Q. Esse ponto C será escolhido aleatoriamente.

A probabilidade de que a terceira carga, assim que for abandonada, se desloque sobre o segmento no sentido de A para B é :

A Figura acima ilustra um raio monocromático que se pro- paga no ar e incide sobre uma lâmina de faces paralelas, delgada e de espessura d com ângulo de incidência igual a 60°. O raio sofre refração, se propaga no interior da lâmina e, em seguida, volta a se propagar no ar.

Se o índice de refração do ar é 1, então o índice de refração do material da lâmina é:

Andar de bondinho no complexo do Pão de Açúcar no Rio de Janeiro é um dos passeios aéreos urbanos mais famosos do mundo. Marca registrada da cidade, o Morro do Pão de Açúcar é constituído de um único bloco de granito, despido de vegetação em sua quase totalidade e tem mais de 600 milhões de anos.


O passeio completo no complexo do Pão de Açúcar inclui um trecho de bondinho de aproximadamente 540 m, da Praia Vermelha ao Morro da Urca, uma caminhada até a segunda estação no Morro da Urca, e um segundo trecho de bondinho de cerca de 720 m, do Morro da Urca ao Pão de Açúcar. A velocidade escalar média do bondinho no primeiro trecho é v₁ = 10,8 km/h e, no segundo, é v₂ = 14,4 km/h . Supondo que, em certo dia, o tempo gasto na caminhada no Morro da Urca somado ao tempo de espera nas estações é de 30 minutos, o tempo total do passeio completo da Praia Vermelha até o Pão de Açúcar será igual a

Andar de bondinho no complexo do Pão de Açúcar no Rio de Janeiro é um dos passeios aéreos urbanos mais famosos do mundo. Marca registrada da cidade, o Morro do Pão de Açúcar é constituído de um único bloco de granito, despido de vegetação em sua quase totalidade e tem mais de 600 milhões de anos.


A altura do Morro da Urca é de 220 m e a altura do Pão de Açúcar é de cerca de 400 m, ambas em relação ao solo. A variação da energia potencial gravitacional do bondinho com passageiros de massa total M = 5000 kg, no segundo trecho do passeio, é

(Use g = 10 m/s² .)

As máquinas cortadeiras e colheitadeiras de cana-de-açúcar podem substituir dezenas de trabalhadores rurais, o que pode alterar de forma significativa a relação de trabalho nas lavouras de cana-de-açúcar. A pá cortadeira da máquina ilustrada na figura abaixo gira em movimento circular uniforme a uma frequência de 300 rpm.
A velocidade de um ponto extermo P da pá vale

( Considere 3. )