Questões de Física do ENEM

Uma boia de sinalização marítima muito simples pode ser construída unindo-se dois cilindros de mesmas dimensões e de densidades diferentes, sendo um de densidade menor e outro de densidade maior que a da água, tal como esquematizado na figura abaixo. Submergindo-se totalmente esta boia de sinalização na água, quais serão os pontos efetivos mais prováveis de aplicação das forças Peso e Empuxo?

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 :

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?

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:

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

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 :

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

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:

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:

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 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.

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

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 coração funciona com estímulos elétricos que se propagam pelo músculo causando contração e, depois, relaxamento. “Às vezes, por causa de doença cardíaca, acidentes ou complicações cirúrgicas, o impulso engasga e não chega”, esclarece o professor Noedir Stolf, do Instituto do Coração, em São Paulo. Quando isso acontece, há fibrilação, isto é, o músculo entra em atividade caótica, sem conseguir contrair nem bombear o sangue. Em alguns casos, basta uma pancadinha no peito para eliminar a arritmia. Em caso de parada cardíaca, os médicos usam um desfibrilador, aparelho que dá choques no tórax. O efeito é o de uma pancada forte. O impacto normaliza a falha elétrica, fazendo o impulso ultrapassar gagueira e chegar aonde deve. [...]

Foi aplicado um desfibrilador, que havia sido carregado a uma diferença de potencial de 7 000V , em um paciente acometido por uma parada cardiorrespiratória a uma elétrica de 3,5 A, que atravessou o peito do paciente durante 10 ms . Qual é a capacitância do capacitor do desfibrilador?

Um aparelho de ar-condicionado é programado para operar em ciclos de desligamento e acionamento do sistema de refrigeração, conforme mostra a figura.

Ao ligar o aparelho de ar-condicionado, o ambiente se encontra a temperatura ambiente T₀, iniciando portanto um primeiro ciclo de resfriamento (1) até atingir a temperatura de desligamento T<sub>p bprogramada pelo usuário. Neste momento, o sistema de resfriamento é desligado, mantendo apenas em funcionamento o sistema de ventilação do aparelho. Durante este ciclo (2), a temperatura do ambiente volta a subir, de forma que o sistema de refrigeração é reativado quando se atinge uma temperatura de acionamento Tp+ΔT, voltando a resfriar o ambiente até atingir a temperatura de trabalho novamente ( Este procedimento se repete até que o aparelho de ar-condicionado seja desligado pelo usuário.

A fim de se obter o menor tempo possível para se atingir a temperatura Tp no primeiro ciclo de resfriamento, um procedimento recomendável a ser adotado seria:</sub>

A aferição da massa de uma pessoa pode ser realizada por meio de uma balança digital de banheiro. Para tanto, é necessário que seja posicionado os dois pés sobre a plataforma da balança e aguardar que entre em equilíbrio, sendo, posteriormente, exibido o valor aferido em um visor de LCD. No manual, consta a recomendação: " Não utilizar a balança em superfícies inclinadas”.

Que erros de medida podem ocorrer se esta recomendação não for atendida?