Na segunda
feira dia 08/05 iniciaremos a 15ª semana de aulas. Espero que vocês tenham
acompanhado bem as catorze primeiras aulas. Não temos atividades de 5ª feira aos
domingos para que vocês tenham tempo de colocar o conteúdo em dia, assim como
revisar a matéria dada. Hoje além da aula correspondente à 15ªsemana, vamos
publicar a prova do Enem 2022, resolvida. Vocês que estão no 3º ano, do Ensino
Médio e do curso pré-vestibular convidem, seus colegas de classe e que não acompanham
o blog, para resolverem esta prova e qualquer dúvida que surja, escreva-nos.
PROVA DE FÍSICA DO ENEM 2022
1.
O sinal sonoro oriundo da queda de um grande
bloco de gelo de uma geleira é detectado por dois dispositivos situados em um barco,
sendo que o detector A está imerso em água e o B, na proa da embarcação.
Sabe-se que a velocidade do som na água é de 1 540 m/ s e no ar é de 340 m/s.
Os gráficos indicam, em tempo real, o sinal sonoro detectado
pelos dois dispositivos, os quais foram ligados simultaneamente em um instante
anterior à queda do bloco de gelo. Ao comparar pontos correspondentes desse
sinal em cada dispositivo, é possível obter informações sobre a onda sonora.
A distância L, em metro, entre o barco e a geleira é mais
próxima de
A 339 000.
B 78 900.
C 14 400.
D 5 240.
E 100.
Resolução:
Os sinais se propagam no ar e na água e atingem os
dispositivos A e B num intervalo de tempo T, dado por: T = (L/ Vsom ar
)-(L/Vsom água)= L( 1/340-1/1540)
Dos gráficos temos: T = 232s- 220s= 12s
12 = L(1540-3400)/ 1540.340 => L=5236m APROXIMADAMENTE
5240m
Resposta: D
2.Em um autódromo, os carros podem derrapar em uma curva e
bater na parede de proteção. Para diminuir o impacto de uma batida, pode-se
colocar na parede uma barreira de pneus, isso faz com que a colisão seja mais
demorada e o carro retorne com velocidade reduzida. Outra opção é colocar uma
barreira de blocos de um material que se deforma, tornando-a tão demorada
quanto a colisão com os pneus, mas que não permite a volta do carro após a
colisão. Comparando as duas situações, como ficam a força média exercida sobre
o carro e a energia mecânica dissipada?
A A força é maior na colisão com a barreira de pneus, e a
energia dissipada é maior na colisão com a barreira de blocos.
B A força é maior na colisão com a barreira de blocos, e a
energia dissipada é maior na colisão com a barreira de pneus.
C A força é maior na
colisão com a barreira de blocos, e a energia dissipada é a mesma nas duas
situações.
D A força é maior na colisão com a barreira de pneus, e a
energia dissipada é maior na colisão com a barreira de pneus.
E A força é maior na colisão com a barreira de blocos, e a
energia dissipada é maior na colisão com a barreira de blocos.
Resolução:
Pelo Teorema do Impulso: I = ΔQ
=>F. Δ t = Δ Q => F= Δ Q/Δ t
( grandezas vetoriais em negrito). O intervalo de tempo Δ t é o
mesmo. A variação da quantidade de movimento é maior na colisão com a barreira
de pneus do que com a barreira de blocos, pois no primeiro caso a velocidade imediatamente
depois da colisão tem sentido oposto da velocidade imediatamente antes da
colisão: Δ Q=mv-mv0. Em módulo: ΔQ=
mv+mv0
Portanto: a intensidade da força é maior na colisão com a
barreira de pneus e a energia dissipada é maior na colisão com a
barreira de blocos, pois neste caso a energia cinética antes da colisão é maior
Resposta: A
3.Em 2002, um mecânico da cidade mineira de Uberaba (MG)
teve uma ideia para economizar o consumo de energia elétrica e iluminar a
própria casa num dia de sol. Para isso, ele utilizou garrafas plásticas PET com
água e cloro, conforme ilustram as figuras. Cada garrafa foi fixada ao telhado
de sua casa em um buraco com diâmetro igual ao da garrafa, muito maior que o
comprimento de onda da luz. Nos últimos dois anos, sua ideia já alcançou
diversas partes do mundo e deve atingir a marca de 1 milhão de casas utilizando
a “luz engarrafada”
Que fenômeno óptico explica o funcionamento da “luz
engarrafada”?
A Difração.
B Absorção.
C Polarização.
D Reflexão.
E Refração
Resolução:
Ao passar do ar para a água a luz sofre Refração. A luz
refratada se difunde ao atravessar o liquido.
Resposta:E
4.A fim de classificar as melhores rotas em um aplicativo de
trânsito, um pesquisador propõe um modelo com base em circuitos elétricos.
Nesse modelo, a corrente representa o número de carros que passam por um ponto
da pista no intervalo de 1 s. A diferença de potencial (d.d.p.) corresponde à
quantidade de energia por carro necessária para o deslocamento de 1 m. De forma
análoga à lei de Ohm, cada via é classificada pela sua resistência, sendo a de
maior resistência a mais congestionada. O aplicativo mostra as rotas em ordem
crescente, ou seja, da rota de menor para a de maior resistência. Como teste
para o sistema, são utilizadas três possíveis vias para uma viagem de A até B,
com os valores de d.d.p. e corrente conforme a tabela
Nesse teste, a ordenação das rotas indicadas pelo aplicativo
será:
A 1, 2, 3.
B 1, 3, 2.
C 2, 1, 3.
D 3, 1, 2.
E 3, 2, 1.
Resolução:
Amos aplicar a primeira Lei de Ohm para cada uma das rotas:
Rota 1:R1 = U/i = 500/4
(Ω)
= 125 Ω
Rota 2: R2 = U/i =608/4 (Ω) = 152
Ω
Rota3: R3 = U/i = 575/3 (Ω) = 192
Ω
Portanto: R3> R2>R1
Resposta: E
5.No processo de captação da luz pelo olho para a formação
de imagens estão envolvidas duas estruturas celulares: os cones e os
bastonetes. Os cones são sensíveis à energia dos fótons, e os bastonetes, à
quantidade de fótons incidentes. A energia dos fótons que compõem os raios
luminosos está associada à sua frequência, e a intensidade, ao número de fótons
incidentes. Um animal que tem bastonetes mais sensíveis irá
A apresentar daltonismo.
B perceber cores fora
do espectro do visível.
C enxergar bem em ambientes mal iluminados.
D necessitar de mais luminosidade para enxergar.
E fazer uma pequena
distinção de cores em ambientes iluminados
Resolução:
A retina é uma película sensível à luz. Suas células,
chamadas cones e bastonetes, transformam a luz em estímulos nervosos e os
enviam ao cérebro por meio do nervo óptico. A visão à luz do dia é oferecida
pelos cones, que são, também, responsáveis pela percepção das cores. A visão
sob luz fraca é feita pelos bastonetes. Por isso, um animal que tem bastonetes
mais sensíveis irá enxergar bem em ambientes mal iluminados.
Resposta :C
6.Um Buraco Negro é um corpo celeste que possui uma grande
quantidade de matéria concentrada em uma pequena região do espaço, de modo que
sua força gravitacional é tão grande que qualquer partícula fica aprisionada em
sua superfície, inclusive a luz. O raio dessa região caracteriza uma
superfície-limite, chamada de horizonte de eventos, da qual nada consegue
escapar. Considere que o Sol foi instantaneamente substituído por um Buraco
Negro com a mesma massa solar, de modo que o seu horizonte de eventos seja de
aproximadamente 3,0 km.
SCHWARZSCHILD,
K. On the Gravitational Field of a Mass Point According to Einstein’s Theory. Disponível
em: arxiv.org. Acesso em: 26 maio 2022 (adaptado).
Após a substituição descrita, o que aconteceria aos planetas
do Sistema Solar?
A Eles se moveriam em órbitas espirais, aproximando-se
sucessivamente do Buraco Negro.
B Eles oscilariam
aleatoriamente em torno de suas órbitas elípticas originais.
C Eles se moveriam em direção ao centro do Buraco Negro.
D Eles passariam a precessionar mais rapidamente.
E Eles manteriam suas órbitas inalteradas.
Resolução:
O horizonte dos eventos do Sol, se fosse transformado em um
buraco negro , seria de aproximadamente 3,0 km e não afetaria a orbita dos
planetas, isto é, os planetas manteriam suas órbitas a inalteradas.
Resposta: E
7.Uma lanterna funciona com três pilhas de resistência
interna igual a 0,5 Ω cada, ligadas em série. Quando posicionadas corretamente,
devem acender a lâmpada incandescente de especificações 4,5 W e 4,5 V. Cada
pilha na posição correta gera uma f.e.m. (força eletromotriz) de 1,5 V. Uma
pessoa, ao trocar as pilhas da lanterna, comete o equívoco de inverter a
posição de uma das pilhas. Considere que as pilhas mantêm contato
independentemente da posição. Com esse equívoco, qual é a intensidade de
corrente que passa pela lâmpada ao se ligar a lanterna?
A 0,25 A
B 0,33 A
C 0,75 A
D 1,00 A
E 1,33 A
Resolução:
Invertendo-se a posição de uma das pilhas ,
tem-se uma associação de força eletromotriz E = 1,5V e com resistência interna
r = ( 0,5 + 0,5 + 0,5) Ω = 1,5 Ω
Cálculo da resistência da lâmpada: P = U2/R
=> 4,5= (4,5)2/R => R = 4,5 Ω
Lei de Pouillet : i = E/ ( r +R) => i = 1,5
/( 1,5 + 4,5) (A) => i = 0,25 A
Resposta: A
8. O manual de uma ducha elétrica informa que seus três
níveis de aquecimento (morno, quente e superquente) apresentam as seguintes
variações de temperatura da água em função de sua vazão:
Utiliza-se um disjuntor para proteger o circuito dessa ducha
contra sobrecargas elétricas em qualquer nível de aquecimento. Por padrão, o
disjuntor é especificado pela corrente nominal igual ao múltiplo de 5 A
imediatamente superior à corrente máxima do circuito. Considere que a ducha
deve ser ligada em 220 V e que toda a energia é dissipada através da
resistência do chuveiro e convertida em energia térmica transferida para a
água, que apresenta calor específico de 4,2 J /g °C‑ e densidade de 1 000 g
/L. O disjuntor adequado para a proteção dessa ducha é especificado por:
A 60 A
B 30 A
C 20 A
D 10 A
E 5 A
Resolução:
Pot= Q/ Δ t = m.c. Δ θ /
Δ t = d.V.c. Δ θ / Δ t
Mas Pot = U.i e V/ Δ t = Z :Vazão
U. i = d.c. Z. Δ θ
i = d.c. Z. Δ θ /U= 1000g/L. 4,2J/g.°C. Z.
Δ θ/U
Da tabela o maior valor de Z. Δ θ é igual a
90L.°C/min= 1,5 L.°C/s.
Resulta: i =1000g/L. 4,2J/g.°C. 1,5 L.°C/s/(220V)=
4200.1,5J/s/(220V)=28,63 A aproximadamente 30 A
Resposta: A
9.Um pai faz um balanço utilizando dois segmentos paralelos
e iguais da mesma corda para fixar uma tábua a uma barra horizontal. Por
segurança, opta por um tipo de corda cuja tensão de ruptura seja 25% superior à
tensão máxima calculada nas seguintes condições:
• O ângulo máximo atingido pelo balanço em relação à
vertical é igual a 90°;
• Os filhos utilizarão o balanço até que tenham uma massa de
24 kg.
Além disso, ele aproxima o movimento do balanço para o
movimento circular uniforme, considera que a aceleração da gravidade é igual a
10 m /s2 e despreza forças dissipativas. Qual é a tensão de ruptura
da corda escolhida?
A 120 N
B 300 N
C 360 N
D 450 N
E 900 N
Resolução:
Conservação da energia mecânica:
Emec A=EmecB=>
mgR = m(vB)2/2=> m(vB)2/R = 2mg
=> FCPB= 2mg
PFD NA POSIÇAO B: 2T-mg = 2mg => T = 3.24.10/2 (N) = 360N
Trupitura = T + 25% T = 1,25.360 N=450N
Resposta: D
10. A variação da incidência de radiação solar sobre a
superfície da Terra resulta em uma variação de temperatura ao longo de um dia
denominada amplitude térmica. Edificações e pavimentações realizadas nas áreas
urbanas contribuem para alterar as amplitudes térmicas dessas regiões, em
comparação com regiões que mantêm suas características naturais, com presença
de vegetação e água, já que o calor específico do concreto é inferior ao da
água. Assim, parte da avaliação do impacto ambiental que a presença de concreto
proporciona às áreas urbanas consiste em considerar a substituição da área
concretada por um mesmo volume de água e comparar as variações de temperatura
devido à absorção da radiação solar nas duas situações (concretada e alagada).
Desprezando os efeitos da evaporação e considerando que toda a radiação é
absorvida, essa avaliação pode ser realizada com os seguintes dados:
A razão entre as variações de temperatura nas áreas
concretada e alagada é mais próxima de
A 1,0.
B 2,1.
C 2,5.
D 5,3.
E 13,1.
Resolução:
Q concreto= Q`água
=> (mc Δ θ )concretio =(mc Δ θ )água==>
(dVc
Δ θ )concreto =(dVc Δ θ )água=>
2500.V.0,8. Δ θ concretio=
1000.V.4,2. Δ θ água
Δ θ concretio /
Δ θ água= 4200/2000 = 2,1
Resposta B
11. Tribologia é o estudo da interação entre duas
superfícies em contato, como desgaste e atrito, sendo de extrema importância na
avaliação de diferentes produtos e de bens de consumo em geral. Para testar a
conformidade de uma muleta, realiza-se um ensaio tribológico, pressionando-a
verticalmente contra o piso com uma força r
F, conforme ilustra a imagem, em que CM representa o centro de massa da muleta.
Mantendo-se a força F
paralela à muleta, varia-se lentamente o ângulo entre a muleta e a vertical,
até o máximo ângulo imediatamente anterior ao de escorregamento, denominado
ângulo crítico. Esse ângulo também pode ser calculado a partir da identificação
dos pontos de aplicação, da direção e do sentido das forças peso P
, normal N e de atrito estático
fe . O esquema que representa corretamente todas as forças que atuam
sobre a muleta quando ela atinge o ângulo crítico é
Resolução:
O peso P está aplicado no centro de massa da muleta. A muleta tende a
escorregar para a esquerda. Assim força de atrito fe é para
direita e tem a mesma intensidade da componente horizontal de F. A
normal N é equilibrada, em parte pelo peso P e pela componente
vertical de F.
Resposta: E
12.Em um dia de calor intenso, dois colegas estão a brincar
com a água da mangueira. Um deles quer saber até que altura o jato de água
alcança, a partir da saída de água, quando a mangueira está posicionada
totalmente na direção vertical. O outro colega propõe então o seguinte
experimento: eles posicionarem a saída de água da mangueira na direção
horizontal, a 1 m de altura em relação ao chão, e então medirem a distância horizontal
entre a mangueira e o local onde a água atinge o chão. A medida dessa distância
foi de 3 m, e a partir disso eles calcularam o alcance vertical do jato de
água. Considere a aceleração da gravidade de 10 m /s2 O resultado que eles obtiveram foi de
A 1,50 m.
B 2,25 m.
C 4,00 m.
D 4,50 m.
E 5,00 m
Resolução
Vamos determinar a
velocidade horizontal V com que a água é lançada horizontalmente pela mangueira
e que é igual à velocidade com que a água é lançada verticalmente.
Lançamento horizontal:
1)
Cálculo no instante t em que a água atinge o
solo: y = gt2/2 => 1 = 5t2=> t=(1/√5)s
2)
Cálculo da velocidade V
X = V.t=> 3= V. 1/√5 =>v=
3. √5
m/s
Lançamento vertical:
Equação de Torricelli 0 = (3.
√5)2+
2(-g)H => H = 9.5/20 m = 2,25m
Resposta: B
13. O quadro mostra valores de corrente elétrica e seus
efeitos sobre o corpo humano
A corrente elétrica que percorrerá o corpo de um indivíduo
depende da tensão aplicada e da resistência elétrica média do corpo humano.
Esse último fator está intimamente relacionado com a umidade da pele, que seca
apresenta resistência elétrica da ordem de 500 kΩ, mas, se molhada, pode chegar
a apenas 1 kΩ. Apesar de incomum, é possível sofrer um acidente utilizando
baterias de 12 V. Considere que um indivíduo com a pele molhada sofreu uma
parada respiratória ao tocar simultaneamente nos pontos A e B de uma associação
de duas dessas baterias.
DURAN, J. E.
R. Biofísica: fundamentos e aplicações. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2003
(adaptado)
Qual associação de baterias foi responsável pelo acidente?
Resolução:
Possibilidades:
1)Baterias de 12V cada, associadas em série E =12V + 12V
=24V
Pela Lei de Pouillet, temos: i = E/R onde R = 1 kΩ = 103Ω
i = 24/103Ω= 24mA
2) Baterias de 12V cada, associadas em paralelo E =12V
Pela Lei de Pouillet, temos: i = E/R onde R = 1 kΩ = 103Ω
i = 12/103Ω= 12mA
A parada respiratória corresponde a uma corrente elétrica de
20mA a 100mA. Portanto, a situação em questão corresponde a duas baterias
associadas em série, isto é o polo positivo de ume delas está ligado ao
negativo de outra.
Resposta: A
14. O físico Hans C. Oersted observou que um fio
transportando corrente elétrica produz um campo magnético. A presença do campo
magnético foi verificada ao aproximar uma bússola de um fio conduzindo corrente
elétrica. A figura ilustra um fio percorrido por uma corrente elétrica i,
constante e com sentido para cima. Os pontos A, B e C estão num plano
transversal e equidistantes do fio. Em cada ponto foi colocada uma bússola.
Considerando
apenas o campo magnético por causa da corrente i, as respectivas configurações
das bússolas nos pontos A, B e C serão
Resolução:
Pela regra da mão direita, determinamos à direção e o
sentido do vetor campo magnético nos pontos A, B e C: para isso dispomos o
polegar da mão direita do sentido de i e os demais dedos semi- curvados dão os sentidos do vetor campo
magnético em A, B e C. As agulhas magnéticas se dispõem no sentido do vetor
campo com o polo norte ( polo preto no desenho) no sentido do vetor campo magnético,
como na alternativa D.
Resposta: D
15. Em 2017, foi inaugurado, no estado da Bahia, o Parque
Solar Lapa, composto por duas usinas (Bom Jesus da Lapa e Lapa) e capaz de
gerar cerca de 300 GWh de energia por ano. Considere que cada usina apresente
potência igual a 75 MW, com o parque totalizando uma potência instalada de 150
MW. Considere ainda que a irradiância solar média é de1 500 W/ m2 e
que a eficiência dos painéis é de 20%. Parque Solar Lapa entra em operação.
Disponível
em: www.canalbioenergia.com.br. Acesso em: 9 jun. 2022 (adaptado).
Nessas condições, a área total dos painéis solares que
compõem o Parque Solar Lapa é mais próxima de:
A 1 000 000 m2
B 500 000 m2
C 250 000 m2
D 100 000 m2
E 20 000 m2
Resolução:
I = 0,20.1500W/ m2 = 300W/ m2=150.106/A
=> A = 500.000 m2
Resposta: B
