2013_ENEM_FISICA_2010_3a_SERIE
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1. Calif rnia Caltech nos Estados Unidos construiu o primeiro metamaterial que apresenta valor negativo do ndice de refra o relativo para a luz vis vel Denomina se metamaterial um material ptico artificial tridimensional formado por pequenas estruturas menores do que o comprimento de onda da luz o que lhe d propriedades e comportamentos que n o s o encontrados em materiais naturais Esse material tem sido chamado de canhoto Dispon vel em http inovacaotecnologica com br Acesso em 28 abr 2010 adaptado Considerando o comportamento at pico desse metamaterial qual a figura que representa a refra o da luz ao passar do ar para esse meio d metamalenial Solu o D Nos materiais naturais de ndice de refra o positivo a refra o de um raio luminoso faz com que os raios incidentes e refratados se apresentem de lados opostos da reta normal superficie de separa o dos dois meios como mostrado na letra c Num material de ndice de refra o negativo a refra o de um raio luminoso faz com que os raios incidentes e refratados se apresentem do mesmo lado da reta normal superficie de separa o dos dois meios como mostrado na letra d COMENT RIO Das quest es consideradas como relacionadas com o conte do de F sica 7 eram sobre energia Apenas duas quest es abordavam mec nica e de forma muito superficial Ent o podemos considerar que a distribui o do conte do n o foi adequad2. ligar a torneira a 1 830 W b 2 800 W c 3 200 W d 4 030 W e 5 500 W Solu o A Admitindo que o resistor apresentar a mesma resist ncia para qualquer diferen a de potencial aplicada teremos P V R R V P V P 220 5500 127 P gt P 1830W Quest o 72 A energia el trica consumida nas resid ncias medida em quilowatt hora por meio de um rel gio medidor de consumo Nesse rel gio da direita para esquerda tem se o ponteiro da unidade da dezena da centena e do milhar Se um ponteiro estiver entre dois n meros considera se o ltimo n mero ultrapassado pelo ponteiro Suponha que as medidas indicadas nos esquemas seguintes tenham sido feitas em uma cidade em que o pre o do quilowatt hora fosse de R 0 20 leitura atual O valor a ser pago pelo consumo de energia el trica registrado seria de a R 41 80 b R 42 00 c R 43 00 d R 43 80 e R 44 00 Solu o E Leitura anterior 2563 kWh Leitura atual 2783 kWh Consumo em kWh 2783 2563 220 kWh Um kWh custa 0 20 ent o o custo ser 0 20 x 220 R 44 00 Quest o 75 Duas irm s que dividem o mesmo quarto de estudos combinaram de comprar duas caixas com tampas para guardarem seus pertences dentro de suas caixas evitando assim a bagun a sobre a mesa de estudos Uma delas comprou uma met lica e a outra uma caixa de madeira de rea e espessura lateral diferentes para facilitar a identifica o Um dia as meninas f
3. o mbolo da seringa constatando intrigado que a gua voltou a ferver ap s um pequeno deslocamento do mbolo Considerando o procedimento anterior a agua volta a ferver porque esse deslocamento a permite a entrada de calor do ambiente externo para o interior da seringa b provoca por atrito um aquecimento da gua contida na seringa c produz um aumento de volume que aumenta o ponto de ebuli o da gua d proporciona uma queda de press o no interior da seringa que diminui o ponto de ebuli o da gua e possibilita uma diminui o da densidade da gua que facilita sua ebuli o Solu o D Quando o mbolo da seringa foi levantado a press o sobre o l quido diminuiu Quando a press o sobre um liquido diminui sua temperatura de ebuli o diminui Quest o 60 a a ea A gua Queda gera vapor am a p que pode ser empregado EN a para empusmona turbrias e Is ho M P gerar energia el trica l e o A gua subterr nea escapa por quebras da superfice EA terrestre formando psonas i E termas e g sseres a parir dos ques pode ser consizada usada em ressd ncias i T Ta o o prt Ena m Nas regi es onde as placas tect nicas se encontram como na Isl ndia o magma est mais pr ximo da superfica AD escavat um Quil metro em dire o so centro da terra tempermlura pode chegar at a 259 T A fonte de energia representada na figura considerada uma das mais limpas e sust
4. ENEM 2010 QUEST ES DE F SICA RESOLU O Quest o 46 Em nosso cotidiano utilizamos as palavras calor e temperatura de forma diferente de como elas s o usadas no meio cient fico Na linguagem corrente calor identificado como algo quente e temperatura mede a quantidade de calor de um corpo Esses significados no entanto n o conseguem explicar diversas situa es que podem ser verificadas na pr tica Do ponto de vista cient fico que situa o pr tica mostra a limita o dos conceitos corriqueiros de calor e temperatura a A temperatura da gua pode ficar constante durante o tempo em que estiver fervendo b Uma m e coloca a m o na gua da banheira do beb para verificar a temperatura da gua c A chama de um fog o pode ser usada para aumentar a temperatura da gua em uma panela d A gua quente que est em uma caneca passada para outra caneca a fim de diminuir sua temperatura e Um forno pode fornecer calor para uma vasilha de gua que est em seu interior com menor temperatura do que a dele Solu o A Se a temperatura medisse a quantidade de calor de um corpo toda vez que um corpo recebesse calor sua temperatura deveria aumentar Durante a ebuli o a gua recebe calor e sua temperatura permanece constante Isso mostra que temperatura n o mede a quantidade de calor de um corpo Quest o 47 Todo carro possui uma caixa de fus veis que s o utilizados para prote o dos ci
5. a Apenas tr s quest es exigiam c lculos muito simples e imediatos Quando necess rio as f rmulas n o foram fornecidas Podemos considerar a prova de facil a m dia Algumas respostas estavam confusas e n o muito claras 57 As cidades industrializadas produzem grandes propor es de gases como o CO2 o principal gas causador do efeito estufa Isso ocorre por causa da quantidade de combust veis f sseis queimados principalmente no transporte mas tamb m em caldeiras industriais Al m disso nessas cidades concentram se as maiores reas com solos asfaltados e concretados o que aumenta a reten o de calor formando o que se conhece por ilhas de calor Tal fen meno ocorre porque esses materiais absorvem o calor e o devolvem para o ar sob a forma de radia o t rmica Em reas urbanas devido atua o conjunta do efeito estufa e das ilhas de calor espera se que o consumo de energia el trica a diminua devido utiliza o de caldeiras por ind strias metal rgicas b aumente devido ao bloqueio da luz do sol pelos gases do efeito estufa c diminua devido n o necessidade de aquecer a gua utilizada em ind strias d aumente devido necessidade de maior refrigera o de ind strias e resid ncias e diminua devido grande quantidade de radia o t rmica reutilizada Resolu o D O efeito estufa e as ilhas de calor provocam aumento da temperatura ambiente local Para adequ la ao bem estar
6. a mesma forma que a produ o de energia a partir dos combust veis f sseis d converte energia el trica proveniente dos combust veis f sseis em energia quimica retendo os gases poluentes produzidos no processo sem alterar a qualidade do meio ambiente e converte a energia potencial acumulada nas mol culas de gua contidas no sistema em energia quimica sem que ocorra a produ o de gases poluentes nocivos ao meio ambiente Solu o A Energia qu mica da c lula transformada em energia el trica atrav s de rea o do oxig nio com o hidrog nio Como o produto gua n o se causa danos ao meio ambiente H2 gt 2H 2e 2H 12 202 2e H2O H2 1 202 H2O Quest o 70 Observe a tabela seguinte Ela traz especifica es t cnicas constantes no manual de instru es fornecido pelo fabricante de uma torneira el trica Especifica es T cnicas Pot ncia No Frio minal Watts Morno Quente Corrente Nominal mp res Fia o Minima At 30m Fia o Minima Acima 30 m Disjuntor Amp re Dispon vel em http Aunww cardeal com br manualprod Manuais Torneira 20 Suprema Manual Torneira Suprema roo pdf Considerando que o modelo de maior pot ncia da vers o 220 V da torneira suprema foi inadvertidamente conectada a uma rede com tens o nominal de 127 V e que o aparelho est configurado para trabalhar em sua m xima pot ncia Qual o valor aproximado da pot ncia ao
7. das pessoas aparelhos de ar condicionado e de refrigera o devem ser usados aumentando o consumo de energia el trica Quest o 83 Durante uma obra em um clube um grupo de trabalhadores teve de remover uma escultura de ferro maci o colocada no fundo de uma piscina vazia Cinco trabalhadores amarraram cordas escultura e tentaram pux la para cima sem sucesso Se a piscina for preenchida com gua ficar mais f cil para os trabalhadores removerem a escultura pois a a escultura flutuar Dessa forma os homens n o precisar o fazer for a para remover a escultura do fundo b escultura ficar com peso menor Dessa forma a intensidade da for a necess ria para elevar a escultura ser menor c gua exercer uma for a na escultura proporcional a sua massa e para cima Esta for a se somar for a que os trabalhadores fazem para anular a a o da for a peso da escultura d gua exercer uma for a na escultura para baixo e esta passar a receber uma for a ascendente do piso da piscina Esta for a ajudar a anular a a o da for a peso na escultura e gua exercer uma for a na escultura proporcional ao seu volume e para cima Esta for a se somar for a que os trabalhadores fazem podendo resultar em uma for a ascendente maior que o peso da escultura Resolu o E A gua exerce sobre a escultura uma for a vertical para cima denominada empuxo cuja intensidade dada pelo peso do l quido de
8. ent veis do mundo extra da do calor gerado a pela circula o do magma no subsolo b pelas erup es constantes dos vulc es c pelo sol que aquece as guas com radia o ultravioleta d pela queima do carv o e combust veis f sseis e pelos detritos e cinzas vulc nicas Solu o A O magma circulando em alas temperaturas no subsolo aquece a gua que se vaporiza Esse vapor pode girar turbinas gerando energia el trica Quest o 65 O crescimento da produ o de energia el trica ao longo do tempo tem influenciado decisivamente o progresso da humanidade mas tamb m tem criado uma s ria preocupa o o prejuizo ao meio ambiente Nos pr ximos anos uma nova tecnologia de gera o de energia el trica dever ganhar espa o as c lulas a combust vel hidrog nio oxig nio VILLULLAS H M TICIANELLI E A GONZ LEZ E R Qu mica Nova na Escola N o 15 maio 2002 Com base no texto e na figura a produ o de energia el trica por meio da c lula a combust vel hidrog nio oxig nio diferencia se dos processos convencionais porque a transforma energia qu mica em energia el trica sem causar danos ao meio ambiente porque o principal subproduto formado a gua b converte a energia qu mica contida nas mol culas dos componentes em energia t rmica sem que ocorra a produ o de gases poluentes nocivos ao meio ambiente c transforma energia quimica em energia el trica por m emite gases poluentes d
9. mento da faixa no planeta relaciona se ao movimento das diversas camadas de nuvens em sua atmosfera A luz do Sol refletida nessas nuvens gera a imagem que captada pelos telesc pios no espa o ou na Terra O desaparecimento da faixa sul pode ter sido determinado por uma altera o a na temperatura da superf cie do planeta b no formato da camada gasosa do planeta c no campo gravitacional gerado pelo planeta d na composi o quimica das nuvens do planeta e na densidade das nuvens que comp em o planeta Solu o E A faixa formada pela reflex o da luz do Sol na camada de nuvens De acordo com o enunciado o gas est constantemente em movimento Pode ter havido uma diminui o na densidade das nuvem na regi o sul do planeta o que diminuiria a reflex o da luz solar Quest o 58 Sob press o normal ao n vel do mar a gua entra em ebuli o temperatura de 100 C Tendo por base essa informa o um garoto residente em uma cidade litor nea fez a seguinte experi ncia e Colocou uma caneca met lica contendo gua no fogareiro do fog o de sua casa e Quando a gua come ou a ferver encostou cuidadosamente a extremidade mais estreita de uma seringa de inje o desprovida de agulha na superf cie do l quido e erguendo o mbolo da seringa aspirou certa quantidade de gua para seu interior tapando a em seguida e Verificando ap s alguns instantes que a gua da seringa havia parado de ferver ele ergueu
10. oram estudar para a prova de F sica e ao se acomodarem na mesa de estudos guardaram seus celulares ligados dentro de suas caixas Ao longo desse dia uma delas recebeu liga es telef nicas enquanto os amigos da outra tentavam ligar e recebiam a mensagem de que o celular estava fora da rea de cobertura ou desligado Para explicar essa situa o um f sico deveria afirmar que o material da caixa cujo telefone celular n o recebeu as liga es de a madeira e o telefone n o funcionava porque a madeira n o um bom condutor de eletricidade b metal e o telefone n o funcionava devido blindagem eletrost tica que o metal proporcionava c metal e o telefone n o funcionava porque o metal refletia todo tipo de radia o que nele incidia d metal e o telefone n o funcionava porque a rea lateral da caixa de metal era maior e madeira e o telefone n o funcionava porque a espessura desta caixa era maior que a espessura da caixa de metal Solu o B As ondas de celulares s o ondas eletromagn ticas constitu das de um campo el trico e um campo magn tico perpendiculares entre si No interior de um condutor em equil brio eletrost tico o campo el trico nulo Esse fen meno conhecido como blindagem eletrost tica A madeira n o condutor n o possibilitando a blindagem O metal condutor possibilitando a blindagem Quest o 80 Um grupo de cientistas liderado por pesquisadores do Instituto de Tecnologia da
11. r dio entre essas localidades devido ionosfera Com ajuda da ionosfera a transmiss o de ondas planas entre o litoral do Brasil e a regi o amaz nica poss vel por meio da a reflex o b refra o c difra o d polariza o e interfer ncia Solu o A Quest o 52 Com o objetivo de se testar a efici ncia de fornos de micro ondas planejou se o aquecimento em 10 C de amostras de diferentes subst ncias cada uma com determinada massa em cinco fornos de marcas distintas Nesse teste cada forno operou pot ncia m xima O forno mais eficiente foi aquele que a forneceu a maior quantidade de energia as amostras b cedeu energia amostra de maior massa em mais tempo c forneceu a maior quantidade de energia em menos tempo d cedeu energia amostra de menor calor espec fico mais lentamente e forneceu a menor quantidade de energia s amostras em menos tempo Solu o C Quem fornece a maior quantidade de energia no menor intervalo de tempo quem mais potente0 mais eficiente Quest o 53 Jupiter conhecido como o gigante gasoso perdeu uma das suas listras mais proeminentes deixando o seu hemisf rio sul estranhamente vazio Observe a regi o em que a faixa sumiu destacada pela seta A apar ncia de J piter tipicamente marcada por duas faixas escuras em sua atmosfera uma no hemisf rio norte e outra no hemisf rio sul Como o g s est constantemente em movimento o desapareci
12. rcuitos el tricos Os fus veis s o constitu dos de um material de baixo ponto de fus o como o estanho por exemplo e se fundem quando percorridos por uma corrente el trica igual ou maior do que aquela que s o capazes de suportar O quadro a seguir mostra uma s rie de fus veis e os valores de corrente por eles suportados FUS VEL CORRENTE ELETRICA a o O aooo AMARELO E 235 O O LARANJA Ooo n 50 O PRETO VERMELHO Um farol usa uma l mpada de g s halog nio de 55 W de pot ncia que opera com 36 V Os dois far is s o ligados separadamente com um fusivel para cada um mas ap s um mau funcionamento o motorista passou a conect los em paralelo usando apenas um fusivel Dessa forma admitindo se que a fia o suporte a carga dos dois far is o menor valor de fusivel adequado para prote o desse novo circuito o a azul b preto c laranja d amarelo e vermelho Solu o C P iAV Ss 55 i 36 gt ixl 53A Na liga o em paralelo a corrente total a soma da corrente em cada resistor Logo total 2i 3 06 A O fus vel de menor corrente poss vel o de 5 0 A laranja Quest o 48 As ondas eletromagn ticas como a luz vis vel e as ondas de r dio viajam em linha reta em um meio homog neo Ent o as ondas de r dio emitidas na regi o litor nea do Brasil n o alcan ariam a regi o amaz nica do Brasil por causa da curvatura da Terra Entretanto sabemos que poss vel transmitir ondas de
13. slocado E H gua V g V representa o volume imerso da escultura F E gt P
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