Rumo ao ENEM - 2018

Olá pessoal. Hoje preparamos algumas questões para vocês fazerem revisão, sendo que a primeira é sobre ondas gravitacionais, assunto em destaque nos últimos tempos. Sucesso!

Borges e Nicolau

Ondas Gravitacionais

Exercício 1:

Ondas gravitacionais (ondulações do espaço-tempo) foram previstas por Einstein em 1916 e detectadas pela primeira vez em 2015, a partir da colisão e fusão entre dois buracos negros, cada um de massa, aproximadamente, 30 vezes a massa do Sol.
As ondas gravitacionais, provenientes da colisão entre os dois buracos negros, viajaram à velocidade da luz por 1,3 bilhão de anos e atingiram os detectores do LIGO (sigla em inglês de Observatório de Ondas Gravitacionais por Interferômetro a Laser).

A velocidade de propagação da luz no vácuo é de 3,0.10⁵ km/s e 1 ano tem aproximadamente 3.10⁷ s.

A distância do local do espaço onde ocorreu a colisão entre os buracos negros e a Terra foi, aproximadamente, igual a:

a) 3,9.10⁷ km
b) 11,7.10⁷ km
c) 11,7.10¹² m
d) 1,3.10⁹ anos-luz
e) 130 bilhões de anos-luz

Resolução:

Um ano-luz é a distância que a luz percorre no vácuo em um ano. Em 1,3 bilhão de anos a distância que a luz percorre é de 1,3 bilhão de anos-luz ou seja 1,3.10⁹ anos-luz.

Resposta: d

O medidor de energia elétrica

Exercício 2:

O medidor de energia elétrica de uma residência, comumente chamado de "relógio de luz", é constituído de quatro reloginhos, conforme está esquematizado abaixo.

A leitura deve ser feita da esquerda para a direita. O primeiro reloginho indica o milhar e os demais fornecem, respectivamente, a centena, a dezena e a unidade. A medida é expressa em kWh. A leitura é sempre o último número ultrapassado pelo ponteiro no seu sentido de rotação. O sentido de rotação é o sentido crescente da numeração. 

Vamos supor que após um mês da medida efetuada acima, o funcionário da companhia de energia elétrica retorna à residência e realiza uma nova leitura, com os ponteiros assumindo as posições indicadas abaixo.

A energia elétrica consumida no mês em questão foi de:

a)2614 kWh   b) 2045 kWh   c) 1054 kWh   d) 457 kWh   e) 431 kWh

Resolução:

Primeira leitura: 2614 kWh
Segunda leitura: 3045 kWh
Consumo de energia elétrica no mês: 3045 kWh-2614 kWh = 431 kWh

Resposta: e

As forças fundamentais da Natureza

Exercício 3:

Na Física Contemporânea, todos os fenômenos podem ser descritos por quatro Forças Fundamentais:

• Força Gravitacional:
atua entre corpos e partículas que possuem massa.

• Força Eletromagnética:
é a força  que existe entre partículas eletrizadas, englobando as forças elétricas e as forças magnéticas. A ligação entre os elétrons e os núcleos atômicos e a união de átomos para a formação das moléculas são explicadas pela ação da força eletromagnética.

• Força Nuclear Forte:
mantém a coesão do núcleo atômico e garante a união dos quarks para formarem os prótons e os nêutrons, assim como a ligação dos prótons entre si, equilibrando a força eletrostática repulsiva entre cargas de mesmo sinal.

•Força Nuclear Fraca:
é responsável pela emissão de elétrons por parte dos núcleos de algumas substâncias radioativas, num processo denominado decaimento beta.

A força de atrito, a força normal e a força de tração num fio são:

a) forças de natureza nuclear forte;
b) forças de natureza gravitacional;
c) forças de natureza eletromagnética;
d) forças de natureza, respectivamente, nuclear forte, gravitacional e eletromagnética.
e) forças de natureza, respectivamente, nuclear fraca, eletromagnética e nuclear forte.

Resolução:

A força de atrito e a força normal resultam da interação entre partículas eletrizadas próximas. São, portanto, forças eletromagnéticas.

Resposta: c

Associação de lâmpadas

Exercício 4:

Embora em desuso, é interessante conhecer como a lâmpada elétrica por incandescência é constituída. O bulbo de vidro contém no seu interior um fio metálico chamado filamento, enrolado em forma de hélice com a finalidade de concentrar o calor produzido pela passagem da corrente elétrica. Dois fios metálicos ligam o filamento à rosca metálica e à base metálica.
Pretende-se acender duas lâmpadas iguais cada uma para 6,0 V, utilizando-se uma bateria de 12 V. Indique o circuito que atende a essa situação:

Resolução:

As lâmpadas devem ser ligadas em série. Sendo as lâmpadas  iguais, a tensão de 12 V aplicada pela bateria se divide igualmente pelas lâmpadas (6,0 V para cada). A corrente que passa pelo filamento da primeira lâmpada deve  também passar pelo filamento da outra. Isso ocorre na alternativa (d).

Resposta: d

Resistores ôhmicos

Exercício 5:

É dada a curva característica de um resistor ôhmico.

Os valores de X e Y são, respectivamente:

a) 1,2 A e 36 V
b) 1,0 A e 24 V
c) 10 A e 12 V
d) 10 A e 20 V
e) 1,2 A e 30 V

Resolução:

Vamos, inicialmente, determinar a resistência elétrica do resistor, aplicando a primeira lei de Ohm:

U = R.i => 20 = R. 2,0 => R = 10 Ω

Cálculo de X

U = R.i => 12 = 10.X => X = 1,2 A

Cálculo de Y

U = R.i => Y = 10.3,6 => Y = 36 V

Resposta: a

Variação da resistência elétrica com as dimensões de um fio cilíndrico

Exercício 6:

Um fio cilíndrico de cobre, de comprimento L e área de seção reta A tem resistência elétrica igual a 20 Ω. O fio é estirado de modo que seu comprimento passe a ser 2L. Considere que não variem a densidade do material, sua resistividade e nem a temperatura do fio. A resistência elétrica do fio, após ser estirado, é igual a:

a) 40      b) 60       c) 80       d) 100       e) 120   

Resolução:

Inicialmente temos: R = ρ.L/A => 20 = ρ.L/A (1)

Após ser estirado seu comprimento passa a ser 2L e seu volume não se altera. Assim, podemos calcular a nova área da seção reta:

Volume = área da base x altura => A.L = A’.2L => A’ = A/2

Portanto:

R' = ρ.2L/(A/2) => R' = 4.ρ.L/A => De (1), vem: R' = 80 Ω

Resposta: c