Voltar Inicial Enem Mecânica Óptica

 

 

 

 

 

RESOLUÇÔES

01- Quando você subtrai vetores pelo método da linha poligonal você soma o vetor  com o oposto do vetor  (Dois

vetores  são opostos quando têm a mesma intensidade, mesma direção, mas sentidos contrários)  ---    ---  veja a figura ilustrando  ---  R - C

02- Se dois corpos interagirem entre si simultaneamente, sobre cada um deles surgem forças que obedecem ao Princípio da ação e reação (3alei de Newton), de enunciado  ---  “Quando um corpo exerce uma força sobre outro, simultaneamente este outro reage sobre o primeiro aplicando-lhe uma força de mesma intensidade, mesma direção, mas sentido contrário”: 

A) Falsa  ---  o princípio da ação e reação só é aplicável a dois corpos, no caso você tem 3  ---  Mônica, corda e meninos.

B) Falsa  ---  a reação da força que a Mônica exerce sobre o chão tem como ação a força que o chão exerce sobre a Mônica.

C) Correta  ---  Mônica e corda trocam forças de ação e reação.

D) Falsa  ---  veja justificativa da A.

R- C

03- Seja F a força aplicada pelo motorista no pedal  ---  pelo enunciado a alavanca tem a capacidade  de ampliação da força

aplicada por um fator igual à razão direta de seus braços, que é de 40/10=4 vezes  ---  f=4F  ---  a prensa hidráulica amplia a força f na razão direta de suas áreas, ou seja, de 8 vezes  ---  F’=8f  ---  F’=8.4F  ---  F’=32F  ---  R- A.

04- Quando a esfera de massa M é elevada até a altura h, o trabalho realizado pelo motor do guindaste para isso vale W=M.g.h, sendo h a diferença de altura posição inicial e sua posição no momento da colisão  ---  após liberada, ao colidir, libera essa quantidade de energia  ---  R- D

05- A pedra acompanha a Terra em seu movimento de rotação, ou seja, ambos possuem a mesma velocidade angular (“varrem” o mesmo ângulo no mesmo tempo”  ---  R- B

06- Potência=energia/tempo  ---  Po=W/∆t  ---  observe nessa expressão que, como o intervalo de tempo ∆t é o mesmo, a potência Po é diretamente proporcional ao consumo de energia W  ---  como a potência de cada um é a mesma, o consumo de energia será sempre o mesmo  ---  R- D

07- Como o potenciômetro (resistência RP) e a lâmpada (resistência RL) estão associados em série a resistência equivalente vale Req=(Rp + RL)  ---  Req =U/i  ---  observe que, como a ddp U é constante (é a da tomada) a corrente i é inversamente proporcional ao Req  ---  assim, se Req aumentar o que ocorre se você aumentar a resistência do potenciômetro, a corrente i diminui diminuindo o brilho da lâmpada  ---  por outro lado, Po=U2/Req  ---  se Req aumentar, a potência Po diminui  ---  R- D

08- Um dos processos práticos para se determinar a direção e o sentido do vetor indução magnética  ou vetor campo magnético, é a regra da mão direita. Esse sentido de depende do sentido da corrente que o origina.

Você coloca o polegar no sentido da corrente com a mão espalmada (primeira figura), em seguida você fecha a mão n pra pegar o

 fio (segunda figura) e o sentido da “fechada” de mão é o sentido do vetor (terceira figura). Observe na terceira figura que  é sempre tangente às linhas de indução em cada ponto.

O pólo norte de uma bússola indica sempre o sentido das linhas de indução fornecido pela regra da mão direita.

R- D

09- Esses efeitos térmicos são causados por um aquecimento direto dos tecidos biológicos na região em que o celular está encostado na orelha  ---  esse aquecimento é devido à absorção da energia eletromagnética nos tecidos vivos, no caso, a orelha  ---  R- C

10- A água da serpentina é aquecida, fica mais quente, menos densa, mais leve e sobe  enquanto que a água fria, mais densa, mais pesada, desce através da tubulação em direção  à serpentina, onde novamente é realizada a troca de calor  ---  esse processo de aquecimento é chamado de convecção  ---  R- C

11- O efeito Doppler refere-se à variação da freqüência notada por um observador quando a distância entre ele e uma fonte de ondas está aumentando ou diminuindo.

Na aproximação entre fonte e observador, o 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 da figura abaixo).

No afastamento entre fonte e observador, o 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 da figura acima).

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

R- B

12- A luz tem caráter dual: os fenômenos de reflexão, refração, interferência, difração e polarização da luz podem ser explicados pela teoria ondulatória e os de emissão e absorção podem ser explicados pela teoria corpuscular.

Difração  --- fenômeno de caracteriza a natureza ondulatória da luz, que permite com que uma onda atravesse fendas ou contorne obstáculos, atingindo regiões onde, segundo a propagação retilínea da luz, não conseguiria chegar  ---  efeito fotoelétrico  --- fenômeno que caracteriza a natureza corpuscular da luz que ocorre quando a luz (onda eletromagnética, radiação eletromagnética) de freqüência suficientemente alta incide sobre a superfície de um metal, ela pode retirar elétrons do mesmo  ---  esse fenômeno ficou conhecido como efeito fotoelétrico  ---   polarização  ---  fenômeno que evidencia a natureza ondulatória da luz  ---  polarizar uma onda significa transformar, através do polarizador, uma onda transversal  não polarizada,que vibra em várias direções, numa onda polarizada, que vibra numa única direção.

R- C

13- A) Cálculo da aceleração a pelo gráfico  --- ∆V/∆t=(V – Vo)/(t – to)=(30 – 0)/10 – 0)=3m/s2  ---  a=3m/s2  ---  distância percorrida durante t=10s  ---  d=a.t2/2=3.102/2  ---  d=150m  ---  ou, você poderia calcula d pela área do triângulo  ---  d=A=b.h/2=10.30/2=150m.

B) T=F.d  ---  F=m.a=1472x3=4.416N  ---  F=4.416N  ---  T=F.d=4416.150=662.400J  ---  T=662.400J.

C) Cálculo da potência P que o carro consegue desenvolver em ∆t=10s  ---  P=T/∆t = 662400/10  ---  P=66.240W  ---  transformando essa potência e cv  ---  regra de três  ---  1 cv – 736W  ---  p – 66.240W  ---  P=66.240/736=90cv  ---  P=90cv  ---  é aproximadamente compatível.

14- A) Pressão sobre o mergulhador que se encontra a uma profundidade de 30 m é determinada a partir da expressão  ---  P = Po + μgh  - (Teorema Fundamental da Hidrostática ou de Teorema de Stevin), onde Po é a pressão atmosférica ao nível do mar, μ é a

densidade da água do mar 1,0.103kg/m3, h é a profundidade em que se encontra o mergulhador e g é a aceleração da gravidade 10 m/s2   ---  P=1.105+103x10x30  ---  P=1.105+3.105  ---  P=4.105 N/m2 ou P=4 atm  ---  a pressão hidrostática (devida somente à coluna de água) é P=3,0.105N/m2 (Pa) ou P=3,0 atm e a pressão (absoluta, total) é P=4,0.105N/m2 (Pa)ou P=4,0 atm.  ---  Observação:  à cada 10m de profundidade na água, a pressão devido à coluna líquida aumenta de 105Pa ou de 1 atm  ---  Exemplo: Se um peixe está a 20m de profundidade da superfície líquida da água, ele suporta uma pressão  hidrostática de Ph=2,0.105Pa ou

2atm. A pressão total deve ser acrescida da pressão atmosférica na superfície  ---  Pt=105Pa + 2.105Pa=3.105Pa ou de 3 atm.

B) Trata-se de uma transformação isotérmica (temperatura constante)  ---  Po.Vo/To = P.V/T  ---  T= To  ---  Po.Vo = P.V=constante (Lei de Boyle)  ---  pressão na superfície  ---  Po=1 atm  ---  volume na superfície  ---  Vo  ---  à uma profundidade onde a pressão é P, o volume é V=25% de Vo=0,25Vo  ---  Po.Vo = P.V  ---  1.Vo=0,25Vo.P  ---  P=4 atm  ---  observe que essa pressão é exatamente igual à pressão sobre o mergulhador a 30m de profundidade, então ele não poderá ultrapassar essa profundidade sem que o seu pulmão possa vir a sofrer danos

15- A) Trata-se do Efeito Joule -  num condutor metálico, os elétrons livres da corrente elétrica, durante suas movimentações, sofrem continuamente colisões com os átomos da rede cristalina desse condutor, transferindo a eles  parte de sua energia cinética

 e, como resultado, os átomos do condutor, como um todo, passam a vibrar com uma energia maior. Esse aumento do “nível de vibração” dos átomos do condutor provocam um aumento de sua temperatura, fazendo-o liberar energia térmica (calor). Esse fenômeno é denominado efeito Joule..

 B) Os aparelhos elétricos podem ser ligados a uma mesma tensão elétrica e, ao mesmo tempo, dissipar potências diferentes pelo fato de que a potência dissipada é fornecida por P=R.i2. Assim, aparelhos pelos quais circulam correntes de diferentes intensidades, por terem resistências elétricas diferentes, podem ter o produto (R.i2) diferente, dissipando, portante, potências elétricas diferentes.

16- A) A emissão de elétrons devido à radiação incidente sobre o emissor surge quase que instantaneamente, independente se a radiação (luz) incidente tiver baixa intensidade  ---  o atraso entre o tempo de incidência da iluminação e o tempo de emissão dos elétrons é da ordem de 10-9 s (praticamente instantâneo)  ---  esse comportamento se justifica pelo modelo corpuscular da luz, proposto por Einstein  ---  a radiação é formada por pequenos pacotes de energia (fótons) que, ao colidirem diretamente com um dos elétrons da superfície, transmite instantaneamente toda sua energia para o elétron  ---  então, ele é arrancando-o, imediatamente da superfície.

B) O efeito fotoelétrico só surge se o metal receber um feixe de radiação com energia superior à energia mínima de remoção dos elétrons do metal, provocando a sua saída das órbitas o que pode ocorrer sem energia cinética (se a energia da radiação for igual à energia de remoção) ou com energia cinética, se a energia da radiação exceder a energia de remoção dos elétrons.

Essa energia mínima para extrair um elétron da placa metálica é denominada função trabalho e está relacionada com o tipo de metal utilizado. Se a energia do fóton que incide (h.f) for maior que a função trabalho (W) a energia em excesso será energia cinética (Ec), de modo que  ---  W=h.f – Ec  ---  denominada equação fotoelétrica de Einstein..

C) A figura abaixo mostra o gráfico da energia cinética do elétron extraído em função da frequência da radiação (fóton, cor) incidente, para uma mesma placa metálica (célula fotoelétrica).

Fo é a freqüência mínima (frequência de corte) necessária para produzir o efeito fotoelétrico. Se f=fo o elétron é liberado, mas sua energia cinética é nula. Para freqüências inferiores a fo o fenômeno não ocorre. Porém, para valores superiores a fo, o número de elétrons arrancados é diretamente proporcional à intensidade da radiação eletromagnética incidente, ou seja, aumentando a intensidade da radiação (freqüência, cor) incidente no metal, aumenta-se o nível energético dos fótons incidentes, aumentando assim número de elétrons arrancados.

 

 

 

Exercícios