Prova de Física do ENEM 2020 Resolvida
1) Há muitos mitos em relação a como se proteger de raios, cobrir espelhos e não pegar em facas, garfos e outros objetos metálicos, por exemplo. Mas, de fato, se houver uma tempestade com raios, alguns cuidados são importantes, como evitar ambientes abertos. Um bom abrigo para proteção é o interior de um automóvel, desde que este não seja conversível.
OLIVEIRA, A. Raios nas tempestades de verão. Disponível em: http://cienciahoje.uol.com.br. Acesso em: 10 dez. 2014 (adaptado)..
Qual o motivo físico da proteção fornecida pelos automóveis, conforme citado no texto?
- A) Isolamento elétrico dos pneus.
- B) Efeito de para-raios da antena.
- C) Blindagem pela carcaça metálica.
- D) Escoamento de água pela lataria.
- E) Aterramento pelo fio terra da bateria.
A alternativa correta é letra C)
O motivo da proteção é a blindagem eletrostática por causa da carcaça metálica.
As cargas se acumulam apenas na parte externa da carcaça, assim o interior é seguro.
2) Herschel, em 1880, começou a escrever sobre a condensação da luz solar no foco de uma lente e queria verificar de que maneira os raios coloridos contribuem para o aquecimento. Para isso, ele projetou sobre um anteparo o espectro solar obtido com um prisma, colocou termômetros nas diversas faixas de cores e verificou nos dados obtidos que um dos termômetros iluminados indicou um aumento de temperatura maior para uma determinada faixa de frequencias.
SAYURI,M, GASPAR,M. B. Infravermelho na sala de aula. Disponível em: www.cienciamao.usp.br. Acesso em: 15 ago. 2016 (adaptado)
Para verificar a hipótese de Herschel, um estudante montou o dispositivo apresentado na figura. Nesse aparato, cinco recipientes contendo água, á mesma temperatura inicial, e separados por um material isolante térmico e refletor são posicionados lado a lado (A, B, C, D e E) no interior de uma caixa de material isolante térmico e opaco. A luz solar, ao entrar na caixa, atravessa o prisma e incide sobre os recipientes. O estudante aguarda até que ocorra o aumento da temperatura e afere em cada recipiente
Em qual dos recipientes a água terá maior temperatura ao final do experimento?
- A) A
- B) B
- C) C
- D) D
- E) E
A alternativa correta é letra A)
Letra A: O espectro de luz visível vai de B até D, em A, encontra-se o infravermelho, e em E, o ultravioleta.
O infravermelho possui menores frequências que o vermelho e é usado para aquecimento, tendo maior comprimento de onda.
3) Mesmo para peixes de aquário, como o peixe arco-iris, a temperatura da água fora da faixa ideal (26ºC a 28ºC), bem como sua variação brusca, pode afetar a saúde do animal. Para manter a temperatura da água dentro do aquário na média desejada, utilizam-se dispositivos de aquecimento com termostato. Por exemplo, para um aquário de 50L, pode-se utilizar um sistema de aquecimento de 50W otimizado para suprimir sua taxa de resfriamento. Essa taxa pode ser considerada praticamente constante, já que a temperatura externa ao aquário é mantida pelas estufas. Utilize para a água o calor específico 4,0 e a densidade 1 .
Se o sistema de aquecimento for desligado por 1h, qual o valor mais próximo para a redução da temperatura da água do aquário?
- A) 4,0 ºC
- B) 3,6 ºC
- C) 0,9 ºC
- D) 0,6 ºC
- E) 0,3 ºC
A alternativa correta é letra C)
Dados do problema: V = 50 L e P = 50 W
c = 4,0 KJ/Kg.K dágua = 1 Kg/L e t = 1 hora = 3600 s
Sabendo que potência é a razão entre energia e tempo, a energia é dada pela multiplicação de potência por tempo:
E = P.t
Mas a energia usada para varia a temperatura é do tipo calor sensível
Logo,
e basta substituir os valores dados:
4) Um estudante tem uma fonte de tensão com corrente contínua que opera em tensão fixa de 12 V. Como precisa alimentar equipamentos que operam em tensões menores, ele emprega quatro resistores de 100 Ω para construir um divisor de tensão. Obtém-se este divisor associando os resistores, como exibido na figura. Os aparelhos podem ser ligados entre os pontos A, B, C, D e E, dependendo da tensão especificada.
Ele tem um equipamento que opera em 9,0 V com uma resistência interna de 10 kΩ.
Entre quais pontos do divisor de tensão esse equipamento deve ser ligado para funcionar corretamente e qual será o valor da intensidade da corrente nele estabelecida.
- A) Entre A e C; 30 mA.
- B) Entre B e E; 30 mA.
- C) Entre A e D; 1,2 mA.
- D) Entre B e E; 0,9 mA.
- E) Entre A e E; 0,9 mA.
A alternativa correta é letra D)
Sem o resistor extra, em cada um dos resistores de 100 Ω há 3 V.
O resistor de 10 kΩ possui um valor muito maior que a associação onde ele será conectado, assim podemos considerar que a tensão nos resistores de 100 Ω não vai alterar muito.
Assim, para que ele seja conectado em uma tensão próxima de 9V devemos conectar o resistor de 10 kΩ com 3 resistores de 100 Ω.
E se considerarmos que a tensão será de 9V a corrente que passa pelo resistor de 10 kΩ será i = V/R = 0,9 mA.
Na prática, ao incluir o resistor de 10 kΩ, a tensão na associação não será 9V porque a resistência equivalente será menor que 300 Ω, e assim a divisão de tensão entre o resistor de 100 Ω que fica fora da associação e a associação não segue mais a proporção de 1:3. Mas para essa questão isso foi desconsiderado.
5) Dois engenheiros estão verificando se uma cavidade perfurada no solo está de acordo com o planejamento de uma obra, cuja profundidade requerida é de 30 m. O teste é feito por um dispositivo denominado oscilador de áudio de frequência variável, que permite relacionar a profundidade com os valores da frequência de duas ressonâncias consecutivas, assim como em um tubo sonoro fechado. A menor frequência de ressonância que o aparelho mediu foi 135 Hz. Considere que a velocidade do som dentro da cavidade perfurada é de 360 ms-1.
Se a profundidade estiver de acordo com o projeto, qual será o valor da próxima frequência de ressonância que será medida?
- A) 137 Hz.
- B) 138 Hz.
- C) 141 Hz.
- D) 144 Hz.
- E) 159 Hz.
A alternativa correta é letra C)
é a relação fundamental.
Para tubos fechados temos , em que n é o modo de ressonância. (Esse n representa os inteiros ímpares).
O próximo harmônico ímpar é n = 47.
Alternativa C.
6) Nos desenhos animados, com frequência se vê um personagem correndo na direção de um abismo, mas, ao invés de cair, ele continua andando no vazio e só quando percebe que não há nada sob seus pés é que ele para de andar e cai verticalmente. No entanto, para obervar uma trajetória de queda num experimento real, pode-se lançar uma bolinha, com velocidade constante (V0) sobre a superfície de uma mesa e verificar o seu movimento de queda até o chão.
Qual figura melhor representa a trajetória de queda da bolinha?
- A)
- B)
. - C)
. - D)
. - E)
.
A alternativa correta é letra D)
A figura que melhor representa a trajetória está apresentada na alternativa D: uma parábola com concavidade para baixo.
Isso se deve ao fato de na horizontal o movimento ser uniforme e na vertical o movimento ser uniformemente variado com a aceleração da gravidade atuando para baixo.
7) Os fones de ouvido tradicionais transmitem a música diretamente para nossos ouvidos. Já os modelos dotados de tecnologia redutora de ruído – Cancelamento de Ruído (CR) – além de transmitirem música, também reduzem todo ruído inconsistente à nossa volta como o barulho de turbinas de avião e aspiradores de pó. Os fones de ouvido CR não reduzem realmente barulhos irregulares como discursos e choros de bebês. Mesmo assim, a supressão do ronco das turbinas do avião contribui para reduzir a “fadiga de ruído”, um cansaço persistente provocado pela exposição a um barulho alto por horas a fio. Esses aparelhos também permitem que nós ouçamos músicas ou assistamos a vídeos no trem ou no avião a um volume muito menor (e mais seguro).
Disponível em: http://tecnologia.uol.com.br. Acesso em: 21 abr. 2015. (adpatado).
A tecnologia redutora de ruído CR utilizada na produção de fones de ouvido baseia-se em qual fenômeno ondulatório?
- A) Absorção.
- B) Interferência.
- C) Polarização.
- D) Reflexão.
- E) Difração.
A alternativa correta é letra B)
O fenômeno que é responsável por "cancelar" outros sons ou ruídps é a interferência destrutíva. Como o som é um tipo de onde, por interferência, os fones de ouvido suprimem os ruídos.
8) As panelas de pressão reduzem o tempo de cozimento dos alimentos por elevar a temperatura de ebulição da água. Os usuários conhecedores do utensílio normalmente abaixam a intensidade do fogo em panelas de pressão após essas iniciarem a saída dos vapores.
Após abaixar o fogo, reduz-se a chama, pois assim evita-se o(a)
- A) aumento da pressão interna e os riscos de explosão.
- B) dilatação da panela e a desconexão com sua tampa.
- C) perda da qualidade nutritiva do alimento.
- D) deformação da borracha de vedação.
- E) consumo de gás desnecessário.
A alternativa correta é letra E)
Durante a ebulição a temperatura não muda, manter a chama alta apenas faria com que a liberação de vapor se mantivesse mais intensa, mas em nada ajuda a aumentar a velocidade do cozimento. Assim, ao abaixar a chama, economiza-se gás sem prejuízo ao tempo de cozimento e é esse o efeito que se busca com essa prática.
Alternativa E.
9) A Torre Eiffel, com seus 324 metros de altura, feita com treliças de ferro pesava 7 300 toneladas quando terminou de ser construída em 1889. Um arquiteto resolve construir um protótipo dessa torre em escala 1:100, usando os mesmos materiais (cada dimensão linear em escala de 1:100 do monumento real).1
Considere que a torre real tenha uma massa e exerça na fundação sobre a qual foi erguida uma pressão
. O modelo construído pelo arquiteto terá uma massa
e exercerá uma pressão
.
Como a pressão exercida pela torre se compara com a pressão exercida pelo protótipo? Ou seja, qual é a razão entre as pressões ?
- A)
- B)
- C)
- D)
- E)
A alternativa correta é letra C)
A resolução da questão baseia na razão entre Ptorre/Pmodelo. Sabemos que Pressão é a razão entre força e área. A força exercida será a própria força Peso ( ) e a razão das áreas é proporcional a 1:100
Como a massa do modelo é da massa da torre, e a razão entre as áreas da modelo e da torre é
, então
10) Um mergulhador fica preso ao explorar uma caverna no oceano. Dentro da caverna formou-se um bolsão de ar, como mostrado na figura, onde o mergulhador se abrigou.122
Durante o resgate, para evitar danos a seu organismo, foi necessário que o mergulhador passasse por um processo de descompressão antes de retornar à superfície para seu corpo ficasse novamente sob pressão atmosférica. O gráfico mostra a relação entre os tempos de descompressão recomendados para indivíduos nessa situação e a variação de pressão.
Considere que a aceleração da gravidade seja igual a 10 e que a densidade da água seja de
.
Em minutos, qual é o tempo de descompressão a que o mergulhador deverá ser submetido?
- A) 100
- B) 80
- C) 60
- D) 40
- E) 20
A alternativa correta é letra C)
A pressão do ar dentro do bolsão é 1x105 Pa + pgh.
Como iremos voltar para a pressão ambiente de 1x105 Pa, teremos uma variação de pressão igual a pgh.
10³*10*50 = 500 kPa.
Do gráfico, o tempo de descompressão será de 60 min.
Alternativa C