Resolução comentada das questões de Física do ENEM – 2016

Resolução comentada das questões de Física do ENEM – 2016

01-

Efeito Doppler

Refere-se à variação da freqüência notada por um observador quando a distância entre ele e umafonte de ondas está aumentando ou diminuindo.

Na aproximação entre fonte e observador, o mesmo perceberá o som emitido pela fonte maisagudo (maior freqüência, recebe maior número de frentes de onda na unidade de tempo) do que perceberia se fonte e observador estivessem parados.

Nesse caso, o comprimento de onda aparente percebido pelo observador será menor que ocomprimento da onda emitido pela fonte (observador O1 das figuras abaixo).

No afastamento entre fonte e observador, mesmo perceberá o som emitido pela fonte mais grave (menor freqüência, recebe menor número de frentes de onda na unidade de tempo) do que perceberia se fonte e observador estivessem parados.

Nesse caso, o comprimento de onda aparente percebido pelo observador será maior que o comprimento da onda emitido pela fonte (observador O2 das figuras acima).

Observe que o motorista da ambulância não percebe nenhuma alteração no som emitido pela sirene, pois eles se movem juntos.

R- D

02- Trata-se de uma associação de resistores (lâmpadas) associados em paraleloe, cujas características são fornecidas a seguir:

Características da associação paralelo

   Os resistores são associados pelos seus terminais, ou seja, todos saem de um mesmo ponto e todos chegam a um mesmo ponto.

 A diferença de potencial (tensão) U de toda a associação (entre A e B) é a mesmapara todos os resistores

  A corrente total i é a soma das correntes parciais,ou seja, i = i1 + i2 + i3.

No caso do exercício:

Observe que a intensidade de corrente iA(corrente total) que sai do pólo positivo da bateria deve ser a mesma que iE que chega ao pólo negativo da mesma bateria.

Como, pelo enunciado, as lâmpadas são idênticas elas possuem a mesma resistência e, consequentemente são percorridas pela mesma corrente elétrica, ou seja, iC = iD.

R- A

03- Durante a primeira etapa entre a detecção do problema pelo motorista e o acionamento do freio, a velocidade do veículo permanece constante com ele em movimento uniforme (MU) e o gráfico é uma reta horizontal paralela ao eixo da distância.

Durante a segunda etapa ,após o acionamento do freio, o veículo sofre desaceleração constante, e realiza um movimento uniformemente variado(retardado, pois está freando).

Como a velocidade V está variando em função da distância d a equação utilizada é a equação de Torricelli (V2 = Vo2+ 2.(-a).d, sendo a aceleração negativa pois está freando) e, assim, você pode concluir que o gráfico da velocidade em função da distância é um arco de parábola com a intensidade da velocidade diminuindo.

R- E

04-

Cálculo da potência teórica (Pt) de cada usina (unidade geradora) que leva em conta a altura (h) da massa m de água represada pela barragem, a gravidade local (g = 10 m/s2) e a densidade da água (da= 1 000 kg/m3) Pt = W (energia potencial gravitacional armazenada pela massa m de água na

Sendo a vazão nominal da água de Z = 690 m3/s = Volume/intervalo de tempo (1 s) Z = V/∆t

690 = V/1 V = 690 m3 (volume de água que cai em cada 1s).

dágua = 1000 = m =69.104 kg (massa de água).

Energia potencial gravitacional liberada por m = 69.104 kg de água numa altura de h = 118,4 m num local onde g = 10 m/s2 W = m.g.h= 69.104.10.118,4 = 8169,6.105 = 816,96.106 J.

Potência teórica (Pt) de cada usina (unidade geradora) Pt = =Pt =816,96.106 W

Pt = 816,96 MW (potência teórica).

Potência não aproveitada em cada unidade geradora de Itaipu = potência teórica – potência instalada

Pperdida= 816,96MW – 700MW Pperdida = 116,96 MW
R – C

05-A potência dissipada (Pd) na forma de calor (Q) pelo sistema de refrigeração da usina deve ser o dobro da potência de operação da usina que é de 1 MW, ou seja deve ser Pd = 2×1 MW = 2.106 W.

Essa quantidade de calor dissipada pela massa m de água de calor específico cágua = 4 kJ/(kgoC) =

4.103 J/(kgoC) não pode ultrapassar uma variação de temperatura de ∆θ = 3 oC e é fornecida pela equação fundamental da calorimetria Q = m.c.∆θ= m.4.103.3 Q = 12.103m.

Pd = 2.106 = 12.103. = 2.106/12.103 = 0,1666.103 kg/1s 167 kg/s (valor mínimo do fluxo de água para a refrigeração da usina)
R- C

06- Observe na figura 1 que, quando as distâncias do auto falante ao microfone estão aumentando de 3 mm até 60 mm a intensidade da onda sonora em decibéis (dB) está diminuindo e, durante essa diminuição a freqüência (eixo horizontal) está aumentando de aproximadamente 50 Hz até 250 Hz.

Na figura 2 você observa que essa diminuição dos decibéis ocorre na faixa das freqüências graves.

R- C

07-

Intensidade como a mariposa se afasta do morcego em repouso aintensidade (característica do som que nos permite distinguir um som forte de um som fraco e está relacionada com a energia transportada pela onda que, quanto mais perto da fonte mais forte será o som e mais afastado da fonte, mais fraco),dos ecos, recebidos pelo morcego, diminui.
Exemplo o som emitido, por exemplo, por uma britadeira,  será mais forte para uma pessoa

perto da mesma e mais fraco para uma pessoa afastada da mesma.

Intervalo de tempoo intervalo de tempo de retorno dos ecos aumenta em virtude das distâncias  cada vez maiores que as ondas devem percorrer.

Frequência Efeito Doppler Refere-se à variação da frequência notada por um observador quando a distância entre ele e uma fonte de ondas está aumentando ou diminuindo.

Na aproximação entre fonte e observador, mesmo perceberá o som emitido pela fonte mais agudo (maior freqüência, recebe maior número de frentes de onda na unidade de tempo) do que perceberia se fonte e observador estivessem parados.

Nesse caso, o comprimento de onda aparente percebido pelo observador será menor que o comprimento da onda emitido pela fonte (observador O1 das figuras abaixo).

No afastamento entre fonte e observador, o mesmo perceberá o som emitido pela fonte mais grave (menor frequência, recebe menor número de frentes de onda na unidade de tempo) do que perceberia se fonte e observador estivessem parados.

No caso do exercício, como a mariposa se afasta do morcego, conforme o efeito Doppler, a frequência dos ecos recebidos pelo morcego é menor que a frequência dos ultrassons emitidos.
R- A

08-

Com o ohmímetro conectado entre Ae Bvocê deve calcular a resistência do resistor equivalente RABentre esses dois pontos.

Assim, o circuito ficará conforme a figura (1), onde os dois resistores de 10 kΩ estão em sériepodendo ser substituidos por um único resistor de (10 kΩ + 10 kΩ) = 20 kΩ.

Com o ohmímetro conectado entre B e C você deve calcular a resistência do resistor equivalente RBCentre esses dois pontos.

Observe na sequência abaixo o cálculo da resistência entre B e C, RBC.

09- As nanopartículas magnéticas são sistemas formados por minúsculos imãs microscópicos da ordem denamômetros (10-9 m).

Na magnetohipertermia elas são injetadas somente sobre o tumor sendo fagocitadas (englobadas) pelas células tumorais e submetidas a um campo magnético variável (de freqüênciade oscilação aproximada de 105 Hz).

Esse campo magnético alternado faz com que as nanopartículas girem, aproximadamente 105 vezes por segundo, se orientando sempre no sentido do campo magnético variável.

Nesse movimento de rotação as nanopartículas no interior do tumor, chocam com as células tumorais e, devido ao atrito com as mesmas, provocam um aumento de energia sob forma de calor.

R- B

10-Cálculo das velocidades dos carrinhos 1 e 2 de massas m1 = 150 g e m2 pedida,antes do choque, registrados nos instantes O e 1 s fornecidos no quadro:

Após o choque, pelo enunciado eles se movem unidos (choque inelástico) com massa (M = 150 +m2), com a mesma velocidade V’ fornecida no quadro nos instantes 8s e 11 s:

Aplicando o teorema da conservação da quantidade de movimento:

Quantidade de movimento do sistema antes do choqueQsa = m1.V1 + m2.V2 = 150.15 + m2.0

Qsa = 2250 + 0Qsa = 2250 g.cm/s.

Quantidade de movimento do sistema depois do choqueQsd = M.V’ = (150 + m2).5 = 750 + 5m2Qsd = 750 + 5m2.

Qsa = Qsd2250 = 750 + 5m2 m2 = 1500/5 m2 = 300 g.

R- C

11- Cálculo da intensidadeda forçanecessária para deixar o navio na iminência do escorregamento que deve ser maior que o módulo da força de atrito estático máxima

No caso do exercício, sendo a praia horizontal N = PFate = e.N = e.P = e.mg = 0,8x3000x10

Fate = 24000 N.

A intensidade da força de tração que puxa o navio tem que ser maior que 24000 N T > 24000 N.

Analise a teoria abaixo com uma polia fixa e várias polias móveis (talha exponencial):

12-A destilação por arraste de vapor é um método de separação de misturas que utiliza o vapor de água para volatilizar substâncias presentes em uma planta.

Quando o vapor penetra na sauna, passa antes pelas folhas de capim-cidreira e de eucalipto,

Extraindo delas por arraste as substâncias responsáveis pela aromatização do ambiente.

R- C

13-A seguir, um breve resumo teórico:

Acoplamento de polias e engrenagens

Como todos os dentes de cada engrenagem se encaixam perfeitamente, os raios das mesmas são diretamente proporcionais ao número de dentesRA= 24; RB = 72; RC= 36 e RD = 108.

Observe nafigura que a engrenagem A está presa ao motor de freqüência 18 rpm, então fA = 18 rpm.

Engrenagens A e BfA.RA = fB.RB 18.24 = fB.72 fB = 432/72 fB = 6 rpm (freqüência da engrenagem B).

14 –

Breve teoria:

No caso do exercício a manteiga derreterá nas regiões de interferência construtiva que corresponde à máxima vibração ou variação de amplitude (ventres ou fusos).

Assim, a manteiga derrete nos pontos I, III e V.

Assim, os pontos consecutivos serão ou I e III ou III e V.

R- A

15- Resolução:

Quando a temperatura ambiente de uma sala está, por exemplo, a 28oC,você (temperatura de 36,5 oC) coloca uma mão na maçaneta de uma porta e a outra na madeira da mesma, maçaneta lhe parece mais fria que o metal apesar dos dois estarem a mesma temperatura, porque o metal é melhor condutor de calor, retirando mais calor de seu corpo que a madeira.

contrário ocorreria se você estivesse numa sauna cujo ambiente, por exemplo, está a 42oC, o metal lhe parecerá mais quente pois, agora ele lhe fornece mais calor que a madeira pois é melhor condutor térmico.

No caso do exercício, o alumínio (metálico) é melhor condutor térmico (possui maior condutividade térmica) que o plástico retirando mais calor das mãos dos alunos que o plástico.

Da mesma maneira, o derretimento do gelo ocorrerá mais rapidamente na bandeja de alumínio, pois ela é  melhor condutora de calor, isto é, a bandeja de alumínio tem uma maior condutividade térmica que a de plástico.
R – A

 

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