Voltar Inicial Enem Mecânica Óptica

 

 

 

 

 

RESOLUÇÕES

 

01-

I. Comportamento das forças de atrito que agem em um carro sem o mecanismo ABS:

Considere um bloco de massa m sujeito a uma força externa de intensidade variável

Quando o corpo estiver em repouso e não houver força externa, Fat=0  ---  com o corpo permanecendo em repouso, aumentando a intensidade de, a intensidade da força de atrito estático () também aumenta (figuras acima), até que o corpo fique na iminência de movimento (figura abaixo).

Quando o corpo está na iminência de movimento a intensidade da força de atrito estático é máxima  ---  uma força de intensidade maior que  faz com que o corpo entre em movimento e, a partir daí a força de atrito é denominada dinâmica ou cinética.

Depois que o bloco entra em movimento a força de atrito é denominada força de atrito dinâmica, e é sempre a mesma,  independente da velocidade. A intensidade da força de atrito dinâmica é ligeiramente menor que a intensidade da força de atrito estática máxima.

O gráfico abaixo representa todo o processo explicado acima.

II. Comportamento das forças de atrito que agem em um carro com o mecanismo ABS:

Os freios antitravamento (ABS, anti-lock braking system) ajudam a parar melhor  ---  eles previnem o travamento das

rodas e proporcionam uma distância de frenagem mais curta em superfícies escorregadias, evitando o descontrole do veículo  ---  ele mantém as rodas sempre na iminência de deslizar, aproveitando melhor o atrito estático máximo, que é maior que o atrito cinético (de deslizamento)  ---  quando a força aplicada pelos freios através da pressão aplicada no pedal chega aumentada até as rodas, estando elas na iminência de movimento (força de atrito de destaque), o sistema ABS libera instantaneamente a roda impedindo seu travamento e mantendo assim a força de atrito máxima (força de atrito de destaque) que é superior à força de atrito cinética ou dinâmica que surgiria, caso ele deslizasse  ---  o

processo é repetido instantânea e sucessivamente conforme o gráfico acima  ---  R- A.

02- Seja uma força  aplicada sobre uma superfície de área S. A pressão P exercida pela força   (no caso, o peso do trator) sobre a área S (no caso,  área de contato dos pneus com o solo) é fornecida pela expressão;

Observe na fórmula acima que para uma mesma força (força peso do trator), quanto maior a área do pneu em contato com o solo, maior será a pressão exercida pela força  ---  assim, o uso de pneus mais largos diminuirá a pressão dos pneus sobre o solo prevenindo problemas de compactação com o mesmo e aumentando a produtividade das culturas.

R- A.

03- Materiais recicláveis foram denominados como sendo aqueles que precisam ser descartados, mas após sofrerem transformações podem novamente ser usados pelo homem, e que, após beneficiados, servirão como matéria prima para a elaboração de outros produtos  ---  observe nas alternativas acima que, com exceção da (B) todas elas se referem a materiais reutilizáveis   ---  R- B.

04-  Da mesma maneira que uma atiradeira (estilingue) transforma energia potencial elástica em energia cinética  devido à uma distensão da borracha (elástico) o carrinho mencionado também transforma energia potencial elástica em energia cinética devido à compressão da mola  ---  R- E. 

05- Ondas circulares (esféricas) – Quando a ponta da régua bate continua e periodicamente na superfície da água origina perturbações circulares (ondas circulares) que se movem na superfície da água, afastando-se do ponto onde as perturbações são geradas.

              

 

A frente de onda ou superfície de onda é o lugar geométrico de todos os pontos que estão em concordância de fase de vibração, como por exemplo, duas cristas ou dois vales.

O raio de onda é toda reta perpendicular às frentes de onda e que indicam a direção e o sentido de propagação dessas ondas.

O comprimento de onda (λ) é a distância entre duas frentes de onda consecutivas  ---  equação fundamental da

ondulatória  ---  a freqüência (f) de qualquer ponto da onda é a mesma que a da fonte que a produziu  ---  a velocidade de propagação da onda depende do meio onde ela se propaga  ---  ondas do mesmo tipo e no mesmo meio tem a mesma velocidade.

Observe no exercício que, sendo o meio de propagação da onda (água) o mesmo nas duas situações a velocidade de propagação é a mesma  ---  na segunda situação a frequência da onda diminuiu (passou de duas para uma queda por segundo) e, pela equação V=λf (1=λf=constante), λ e f são inversamente proporcionais  ---  assim, se a frequência f diminui, o comprimento de onda λ (distância entre as cristas) deve aumentar (se tornar maior que 25cm)  ---  R- B.

Observação  ---  os valores fornecidos estão incorretos, pois, como V=λf=0,25.2=0,5m/s, valor diferente que o fornecido (V=1m/s).

06- O exercício quer o diagrama das forças que as dobradiças aplicam na porta:

Na horizontal: ao girar, a porta traciona  (puxa) para a direita a dobradiça superior e esta, pelo princípio da ação e reação reage na porta com uma força de mesma intensidade, mesma direção, mas sentido contrário, tracionando-a (puxando-a) para a esquerda com uma força   ---  analogamente ao girar, a porta comprime  (empurra) para a esquerda a dobradiça superior e esta, pelo princípio da ação e reação reage na porta com uma força de mesma intensidade, mesma direção mas sentido contrário, comprimindo-a (empurrando-a) para a direita com uma força . 

Na vertical, devido ao seu peso, a porta aplica em cada dobradiça uma força puxando-as para baixo e, elas reagem sobre a porta com forças  e , verticais e para cima.

A soma vetorial dessas forças, fornece as forças resultantes  e que cada dobradiça exerce sobre a porta (figura)  R- D.

07- O enunciado fornece que a densidade é ρágua=1g/cm3 e que a densidade do legume é metade da densidade da água  ---  ρlegumes= 0,5g/cm3=0,5kg/L  ---  também, pelo enunciado o volume imerso é de Vi=2L que corresponde a 2/3 do volume total V dos legumes  ---  Vi=2/3  ---  0,5 = ( 2/3)V  ---  V= 1,5/2  ---  V=0,75L  ---   ρlegumes=mlegumes/Vlegumes  ---  0,5=mlegumes/0,75  ---  mlegumes=0,5x0,75  ---  mlegumes=0,375kg  ---  R- D.

Observação  ---  considerando g=10m/s2, o peso dos legumes será  ---  P=mg=0,375.10=3,75N  ---  o empuxo (força vertical e para cima) tem intensidade  ---  E=dágua.g.Vimerso=(103kg/m3)x(5.10-4m3)x(10m/s2)  ---  E=5N  ---  observe que o empuxo (vertical e para cima) é maior que o peso (vertical e para baixo) e assim,  os legumes deveriam estar flutuando e não com 2/3 de seu volume imersos como afirma o enunciado.

08- Pelo enunciado, a eficiência ε é fornecida pela razão entre a quantidade de luz produzida Q e a energia elétrica W consumida  ---  ε =Q/W (I)  ---  potência=energia/tempo de utilização  ---  P=W/∆t  ---  W=P.∆t (II)  ---  substituindo (II) em (I)  ---  ε =Q/P.∆t  ---  para a lâmpada incandescente de 40W  ---  ε’=600lm/40∆t  ---  o intervalo de tempo ∆t é o mesmo para cada alternativa.

a) Falsa  ---  lâmpada fluorescente de 8W  ---  se uma lâmpada fluorescente de 40W emite Q=3000lm, uma de 8W emitirá 5 vezes menos, ou seja, Q=3000/5=600lm  ---  ε=600lm/8∆t  ---  observe que ε > ε’.

b) Falsa  ---  lâmpada fluorescente de 40W  ---  ε=3000lm/40∆t  ---  observe que  ε > ε’.

c) Verdadeira  ---  lâmpada fluorescente de 8W  ---  ε=600lm/8∆t  ---  ε’ < ε e mesmo Q=600lm.

d) Falsa  ---  veja (b).

e) Falsa  ---  veja (B).

R- C.

09- Na figura  o ponto objeto real P está dentro da água e emitindo dois raios de luz, um vertical que não sofre desvio e

o outro oblíquo que, ao se refratar para o ar, afasta-se da normal atingindo os olhos do observador e determina a imagem, vista pelo observador e que é virtual (P’), e está acima do objeto real P.

R- E.

10- Primeiro trecho  ---  Vm1=∆S1/∆t1  ---  80=80/∆t1  ---  ∆t1=1h  (intervalo de tempo que demora para percorrer o

primeiro trecho)  ---  segundo trecho  ---  Vm2=∆S2/∆t2  ---  60=120/∆t2  ---  ∆t2=60/120  ---  ∆t2=0,5h  ((intervalo de tempo que demora para percorrer o segundo trecho)  ---  tempo necessário para efetuar a entrega  ---  ∆t=∆t1 + ∆t2=1 + 0,5  ---  ∆t=1,5h  ---  R- C.

11- Primeiro trecho: Trata-se de um movimento uniformemente acelerado, onde a locomotiva parte do repouso, com aceleração constante, sendo que esse movimento é expresso por uma função do segundo grau S=So + Vot + at2/2, onde o gráfico posiçãoxtempo é um arco de parábola com concavidade para cima (aceleração positiva).

Segundo recho: Mantém velocidade constante e a função horária é do primeiro grau S=So + Vt, onde o gráfico posiçãoxtempo é uma reta inclinada ascendente.

Terceiro trecho: A composição freia até parar  ---  trata-se de um movimento uniformemente retardado, com aceleração constante, sendo que esse movimento é expresso por uma função do segundo grau S=So + Vot + at2/2, onde o gráfico posiçãoxtempo é um arco de parábola com concavidade para baixo (aceleração negativa)  ---  no trecho de parada enquanto a composição permanece em repouso, o gráfico é uma reta paralela ao eixo dos tempos.

R- C.

12- a) a energia dos biocombustíveis é inviável já que não existem reservatórios de combustíveis fósseis e possuem impactos ambientais.

b) a energia solar é descartada, pois a região é chuvosa, com pouco sol.

c) a energia nuclear causa grandes riscos ambientais.

d) a energia hidráulica não é adequada, pois o país possui poucos recursos hídricos.

e) a energia eólica seria a escolhida, já que a região possui ventos constantes e esse processo  não gera resíduos que provocam poluição ambiental alem de não gerar gases que causam efeito estufa.

R- E.

13- Deve funcionar assim, se um deles mantém a lâmpada acesa, o outro, quando acionado, deve apagá-la e vice versa, mantendo sempre o circuito fechado. Analise atentamente cada alternativa:

a) Falsa  ---  tem apenas um fio ligado à rede elétrica externa o que impedirá a lâmpada de acender, não fechando o circuito, qualquer que seja a posição das chaves.

b) Falsa  ---  a lâmpada está apagada  ---  se você mudar a chave da esquerda ela continuará apagada  ---  se você mudar a chave da direita ela continuará apagada  ---   se você mudar as duas chaves, provocará um curto-circuito.

c) Falsa  ---  a lâmpada está apagada  ---  se você mudar a chaves da direita ou da esquerda ela continuará apagada.

d) Falsa  ---  a lâmpada só acenderá com as duas chaves na posição superior  ---  se você mudar uma delas, a outra não acenderá a lâmpada.

e) Correta  ---  esse é o único caso em que você consegue acender ou apagar a lâmpada invertendo apenas uma das

chaves, não importando a posição da outra.

R- E.

14- Considere um planeta de massa m em órbita aproximadamente circular ao redor do Sol de massa M  ---  a força gravitacional entre o planeta e Sol tem intensidade FG=GMm/r2, sendo G a constante de gravitação universal  e R a distância entre os centros do Sol e do planeta  ---  a intensidade da força resultante centrípeta sobre o planeta vale Fc=mV2/R, sendo V a velocidade escalar (de translação) do planeta em torno do Sol  ---  sobre o planeta essas duas forças são iguais  ---  FG = FC  ---  GMm/R2 mV2/R  ---  V=√(G.M/R)  ---  observe por essa expressão que, quanto mais afastado o planeta estiver do Sol, menor será sua velocidade orbital e que essa velocidade não depende da massa m do planeta  ---  assim, a velocidade orbital de translação da Terra é maior que a de Marte  ---  esse é o motivo da trajetória

em forma de laço, que você pode entender observando atentamente a figura acima.

R- A.

15- Quem bronzeia são as radiações ultravioletas (UV)  ---  as lâmpadas incandescentes emitem apenas entre 0,4% a 2% de UV, pois seu espectro eletromagnético é formado principalmente por radiações infravermelha e luz visível que possuem freqüências menores que as das radiações ultravioleta.

R- B.

16- O motor de um carro é a fonte quente, local onde ocorre a queima do combustível, que fornece o calor. Dessa fonte térmica é retirada, a cada ciclo, uma quantidade de calor. Parte deste calor é convertida em trabalho mecânico útil (energia útil), fazendo o carro se mover. A outra parte do calor que não é aproveitada é rejeitada para a atmosfera, fonte fria, por meio do escapamento  ---  o fator que limita a busca pela eficiência total de um motor é a segunda lei da Termodinâmica ao afirmar que o rendimento de uma máquina térmica é sempre menor que 1 (100%), impedindo que a transformação de calor em trabalho seja integral.

R- B.

17- Teorema Fundamental da Hidrostática ou de Teorema de Stevin  ---  ∆P=dágua.g.h, onde P ´a pressão hidrostática no ponto de saída da água (onde está a ducha), g é a aceleração da gravidade local e h é altura medida desde qualquer

Ponto da superfície livre da água no interior da caixa d’água e o ponto de saída da mesma, onde está a ducha.

R- E.

 

 

Exercícios