Questões de Física do ENEM

Aceleradores de partículas são ambientes onde partículas eletricamente carregadas são mantidas em movimento, como as cargas elétricas em um condutor. No Laboratório Europeu de Física de Partículas – CERN, está localizado o mais potente acelerador em operação no mundo. Considere as seguintes informações para compreender seu funcionamento:


• os prótons são acelerados em grupos de cerca de 3000 pacotes, que constituem o feixe do acelerador;

• esses pacotes são mantidos em movimento no interior e ao longo de um anel de cerca de 30 km de comprimento;

• cada pacote contém, aproximadamente, 10¹¹ prótons que se deslocam com velocidades próximas à da luz no vácuo;

• a carga do próton é igual a 1,6 × 10^-19 C e a velocidade da luz no vácuo é igual a 3 × 10⁸ m × s^-1.

Nessas condições, o feixe do CERN equivale a uma corrente elétrica, em ampères, da ordem de grandeza de:

TEXTO 1

               As vozes do homem 

Naquele momento de angústia,

o homem não sabia se era o mau ou o bom ladrão.

E quando a mais amarga das estrelas o oprimia demais,

eis que a sua boca ia dizendo:

eu sou anjo.

E os pés do homem: nós somos asas.

E as mãos: nós somos asas.

E a testa do homem: eu sou a lei.

E os braços: nós somos cetros.

E o peito: eu sou o escudo.

E as pernas: nós somos as colunas.

E a palavra do homem: eu sou o Verbo.

E o espírito do homem: eu sou o Verbo.

E o cérebro: eu sou o guia.

E o estômago: eu sou o alimento.

E se repetiram depois as acusações milenárias.

E todas as alianças se desfizeram de súbito.

E todas as maldições ressoaram tremendas.

E as espadas de fogo interceptaram o caminho da

[árvore da vida.

E as mãos abarcaram o pescoço do homem:

nós te abarcaremos.



[...]

                                                           (LIMA, Jorge de. Melhores poemas. São Paulo: Global, 2006. p. 94.)

O Texto 1 faz menção figurada a um escudo. Como exemplo concreto de escudo, podemos citar o escudo tá- tico militar, que é capaz defletir determinados projéteis. Suponha que um soldado use um desses escudos para se proteger de uma rajada de projéteis disparados por um fuzil com taxa de disparo de 600 balas por minuto. Considerando-se que o coeficiente de restituição (razão entre as velocidades relativas de afastamento e aproximação) seja igual a 0,9 e que cada bala com massa de 10 gramas atinja o escudo frontalmente a uma velocidade de 900 m/s, invertendo o sentido de seu movimento após a colisão, desprezando-se a resistência do ar, a força média exercida pelos projéteis sobre o escudo mantido estático será de (assinale a alternativa que apresenta a resposta correta):

TEXTO 2 

    I 
Corre em mim 
(devastado) 
um rio de revolta 
e 
cicio. 
Por nada deste mundo 
há de saber-se afogado, 
senão por sua sede 
e seu desvio! 

   II 
Tudo que edifico 
na origem milenar da espera 
é poder 
do que não pode 
e se revela 

ad mensuram. 

                     (VIEIRA, Delermando. Os tambores da tempestade. Goiânia: Poligráfica, 2010. p. 23-24.)



     No Texto 2, temos referência a desvio. Na Física, constantemente nos deparamos com corpos desviados em sua trajetória. Pode-se usar campos elétricos e/ou magnéticos para desviar partículas carregadas, fazendo que elas percorram trajetórias desejadas. Com relação aos conceitos eletromagnéticos, marque a alternativa correta:

TEXTO 3  

                                       O outro

     Ele me olhou como se estivesse descobrindo o mundo. Me olhou e reolhou em fração de segundo. Só vi isso porque estava olhando-o na mesma sintonia. A singularização do olhar. Tentei disfarçar virando o pescoço para a direita e para a esquerda, como se estivesse fazendo um exercício, e numa dessas viradas olhei rapidamente para ele no volante. Ele me olhava e volveu rapidamente os olhos, fingindo estar tirando um cisco da camisa. Era um ser de meia idade, os cabelos com alguns fios grisalhos, postura de gente séria, camisa branca, um cidadão comum que jamais flertaria com outra pessoa no trânsito. E assim, enquanto o semáforo estava no vermelho para nós, ficou esse jogo de olhares que não queriam se fixar, mas observar o outro espécime que nada tinha de diferente e ao mesmo tempo tinha tudo de diferente. Ele era o outro e isso era tudo. É como se, na igualdade de milhares de humanos, de repente, o ser se redescobrisse num outro espécime. Quando o semáforo ficou verde, nós nos olhamos e acionamos os motores. 

                                              (GONÇALVES, Aguinaldo. Das estampas. São Paulo: Nankin, 2013. p. 130.)

   No Texto 3, temos referência a semáforo, instrumento usado para controlar o trânsito em cruzamentos de vias. Considere que um carro se move a 54 km/h e está a 31,5 m de um semáforo, quando a luz desse semáforo fica vermelha. O motorista imediatamente aciona os freios, imprimindo uma desaceleração constante ao veículo. A pista está molhada, e o motorista não consegue parar o carro antes do semáforo, passando por ele, ainda vermelho, 3 segundos após o início da freada. Analise os itens que se seguem:


I- A desaceleração do carro durante a freada tem um módulo de 3 m/s² .

II- O módulo da velocidade do carro no instante em que passa pelo semáforo é de 21,6 km/h.

III- Para conseguir parar o carro no local onde está o semáforo, o motorista deveria imprimir uma desaceleração constante com módulo de 5,5 m/s² .

IV- Para conseguir parar o carro no local onde está o semáforo com uma desaceleração constante, o motorista levaria um tempo menor que 3 segundos.


Marque a única alternativa que contém todos os itens corretos:

TEXTO 7

                                      Ao mar

    Choveu dias e depois amanheceu. Joel chegou à janela e olhou o quintal: estava tudo inundado! Joel vestiu-se rapidamente, disse adeus à mãe, embarcou numa tábua e pôs-se a remar. Hasteou no mastro uma bandeira com a estrela de David... 

     O barco navegava mansamente. As noites se sucediam, estreladas. No cesto de gávea Joel vigiava e pensava em todos os esplêndidos aventureiros: Krishna, o faquir que ficou cento e dez dias comendo cascas de ovo; Mac-Dougal, o inglês que escalou o Itatiaia com uma das mãos amarradas às costas; Fred, que foi lançado num barril ao golfo do México e recolhido um ano depois na ilha da Pintada. Moma, irmão de sangue de um chefe comanche; Demócrito que dançava charleston sobre fios de alta tensão... 

    — A la mar! A la mar! – gritava Joel entoando cânticos ancestrais. Despertando pela manhã, alimentava-se de peixes exóticos; escrevia no diário de bordo e ficava a contemplar as ilhas. Os nativos viam-no passar – um ser taciturno, distante, nas águas, distante do céu. Certa vez – uma tempestade! Durou sete horas. Mas não o venceu, não o venceu! 

     E os monstros? Que dizer deles, se nunca ninguém os viu? 

     Joel remava afanosamente; às vezes, parava só para comer e escrever no diário de bordo. Um dia, disse em voz alta: "Mar, animal rumorejante!" Achou bonita esta frase; até anotou no diário. Depois, nunca mais falou. 

     À noite, Joel sonhava com barcos e mares, e ares e céus, e ventos e prantos, e rostos escuros, monstros soturnos. Que dizer destes monstros, se nunca ninguém os viu? 

     — Joel, vem almoçar! – gritava a mãe. Joel viajava ao largo; perto da África. 

(SCLIAR, Moacyr. Melhores contos. Seleção de Regina Zilbermann. São Paulo: Global, 2003. p. 105/106.)


     No Texto 7 há uma menção a chuva. Suponha que uma gota de chuva, inicialmente em repouso, se forme 2000 m acima da superfície terrestre (altura suficiente para que as gotas atinjam a velocidade terminal). Considerando-se que a força devida ao atrito viscoso (resistência do ar) sobre um objeto seja diretamente proporcional ao quadrado da velocidade e dependa somente dela, e que, para a gota em questão, a constante de proporcionalidade C é igual a 2,0 × 10^-6 kg/m, adotando-se a aceleração da gravidade local como 10 m/s² e convencionando-se que todas as gotas envolvidas partam do repouso, é possível afirmar que:

 I- Se a massa da gota for igual a 1,5 × 10^-5 kg, o módulo da velocidade terminal da gota será algo entre 31 km/h e 32 km/h.

II- Se se substituir a gota de água por uma de mercúrio com as mesmas dimensões e formato, mas com massa igual a 2,0 × 10^-4 kg, sua velocidade terminal terá um módulo entre 113 km/h e 114 km/h.

III- Se a resistência do ar for desprezada, a gota de água atingirá o solo com velocidade de módulo igual a 720 km/h.

IV- Se a resistência do ar for desprezada e a gota de mercúrio partir da mesma altura e velocidade que a gota de água, por ser mais pesada, ela atingiria a superfície com uma velocidade de módulo consideravelmente maior que a da água.


Com base nas sentenças anteriores, marque a alternativa em que todos os itens estão corretos:

Para responder à questão , considere a afirmativa referente à figura e ao texto abaixo.


                           

Na figura acima, está representada uma pista sem atrito, em um local onde a aceleração da gravidade é constante. Os trechos T1, T2 e T3 são retilíneos. A inclinação de T1 é maior do que a inclinação de T3, e o trecho T2 é horizontal. Um corpo é abandonado do repouso, a partir da posição A.



Com base nessas informações, afirma-se:


I. O movimento do corpo, no trecho T1, é uniforme.

II. No trecho T3, o corpo está em movimento com aceleração diferente de zero.

III. No trecho T2, a velocidade e a aceleração do corpo têm a mesma direção e o mesmo sentido.


Está/Estão correta(s) a(s) afirmativa(s)

 Responder à questão  com base na figura abaixo, que representa o trecho de uma montanha-russa pelo qual se movimenta um carrinho com massa de 400 kg. A aceleração gravitacional local é de 10 m/s2 . 





Partindo do repouso (ponto A), para que o carrinho passe pelo ponto B com velocidade de 10 m/s, desprezados todos os efeitos dissipativos durante o movimento, a altura hA, em metros, deve ser igual a

Para responder à questão , analise a figura abaixo, que representa um recipiente com cinco ramos abertos à atmosfera, em um local onde a aceleração gravitacional é constante, e complete as lacunas do texto que segue. As linhas tracejadas, assim como o fundo do recipiente, são horizontais.

                                 
Considerando que o recipiente está em equilíbrio mecânico e contém um fluido de massa específica constante, afirma-se que a pressão exercida pelo fluido no _________ é _________ pressão exercida pelo fluido no _________.

Para responder à questão, analise a figura abaixo, que representa transformações termodinâmicas às quais um gás ideal está submetido, e complete as lacunas do texto que segue.

                                              
De acordo com o gráfico, a temperatura do gás no estado A é ________ do que a do estado B. A transformação BC é __________, e o trabalho envolvido na transformação CD é ________ do que zero.

Comparando as características ondulatórias da radiação ultravioleta e das micro-ondas, é correto afirmar que

Uma caixa de massa 2,0 kg está apoiada numa superfície horizontal perfeitamente lisa, estando sujeita a duas forças F1 e F2 horizontais e perpendiculares entre si. A força F1 tem intensidade 8,0 N e a caixa apresenta aceleração de 5,0 m/s2 . Nestas condições, a intensidade da força F2 é, em newtons,

   Um carro solar é um veículo que utiliza apenas a energia solar para a sua locomoção. Tipicamente, o carro contém um painel fotovoltaico que converte a energia do Sol em energia elétrica que, por sua vez, alimenta um motor elétrico. A imagem mostra o carro solar Tokai Challenger, desenvolvido na Universidade de Tokai, no Japão, e que venceu o World Solar Challenge de 2009, uma corrida internacional de carros solares, tendo atingido uma velocidade média acima de 100 km/h.




   Considere uma região plana onde a insolação (energia solar por unidade de tempo e de área que chega à superfície da Terra) seja de 1 000 W/m2, que o carro solar possua massa de 200 kg e seja construído de forma que o painel fotovoltaico em seu topo tenha uma área de 9,0 m2 e rendimento de 30%.

Desprezando as forças de resistência do ar, o tempo que esse carro solar levaria, a partir do repouso, para atingir a velocidade de 108 km/h é um valor mais próximo de

  A radiação ultravioleta (UV) é dividida, de acordo com três faixas de frequência, em UV-A, UV-B e UV-C, conforme a figura.

  Para selecionar um filtro solar que apresente absorção máxima na faixa UV-B, uma pessoa analisou os espectros de absorção da radiação UV de cinco filtros solares:




Considere: velocidade da luz = 3,0x10⁸ m/s e 1 nm = 1,0x10 ^-9 m.


O filtro solar que a pessoa deve selecionar é o

   Certos tipos de superfícies na natureza podem refletir luz de forma a gerar um efeito de arco-íris.Essa característica é conhecida como iridescênciae ocorre por causa do fenômeno da interferência de película fina. A figura ilustra o esquema de uma fina camada iridescente de óleo sobre uma poça d'água.Parte do feixe de luz branca incidente ➀ reflete nainterface ar/óleo e sofre inversão de fase ➁ , o que equivale a uma mudança de meio comprimento de onda. A parte refratada do feixe ➂ incide na interface óleo/água e sofre reflexão sem inversão de fase ➃ .O observador indicado enxergará aquela região do filme com coloração equivalente à do comprimento de onda que sofre interferência completamente construtiva entre os raios ➁ e ➄, mas essa condição só é possível para uma espessura mínima da película. Considere que o caminho percorrido em (3) e (4)  corresponde ao dobro da espessura E da película de óleo.




Expressa em termos do comprimento de onda (A), aespessura mínima é igual a

  Uma pessoa abre sua geladeira, verifica o que há dentro e depois fecha a porta dessa geladeira. Em seguida, ela tenta abrir a geladeira novamente, mas só consegue fazer isso depois de exercer uma força mais intensa do que a habitual.

A dificuldade extra para reabrir a geladeira ocorre porque o(a)