POR COMPETÊNCIAS E HABILIDADES
CADERNO 3
PROF.: Célio Normando
CA 1 – Compreender as ciências naturais e as tecnologias a elas associadas como
construções humanas, percebendo seus papéis nos processos de produção e no
desenvolvimento econômico e social da humanidade.
H1 - Reconhecer características ou propriedades de fenômenos ondulatórios ou
oscilatórios, relacionando-os a seus usos em diferentes contextos.
OBJETO DO CONHECIMENTO: Refração da Luz – Dioptro Plano
1. Os índios amazônicos comumente pescam com arco e flecha. Já na Ásia e na Austrália, o peixe
arqueiro captura insetos, os quais ele derruba sobre a água, acertando-os com jatos disparados de
sua boca. Em ambos os casos a presa e o caçador encontram-se em meios diferentes. As figuras
abaixo mostram qual é a posição da imagem da presa, conforme vista pelo caçador, em cada
situação.
Identifique, em cada caso, em qual dos pontos mostrados, o caçador deve fazer pontaria para
maximizar suas chances de acertar a presa.
A)
B)
C)
D)
E)
Homem
Homem
Homem
Homem
Homem
em
em
em
em
em
A;
A;
B;
C;
C;
peixe
peixe
peixe
peixe
peixe
arqueiro
arqueiro
arqueiro
arqueiro
arqueiro
em
em
em
em
em
1
3
2
1
3
SOLUÇÃO: A luz sempre vai do objeto para o observador.
No primeiro caso, o peixe é objeto e o homem é o observador. A luz está passando da água (meio
mais refringente) para o ar (meio menos refringente), afastando-se da normal, de acordo com a lei
de Snell. Por isso o homem deve fazer pontaria em C.
No segundo caso, o inseto é objeto e o peixe arqueiro é o observador. A luz está passando do ar
(meio menos refringente) para a água (meio mais refringente), aproximando-se da normal, de
acordo com a lei de Snell. Por isso o peixe arqueiro deve fazer pontaria em 3.
RESPOSTA (E)
CA 5 - Entender métodos e procedimentos próprios das ciências naturais e aplicá-los em
diferentes contextos.
H17 – Relacionar informações apresentadas em diferentes formas de linguagem e
representação usadas nas ciências físicas, químicas ou biológicas, como texto discursivo,
gráficos, tabelas, relações matemáticas ou linguagem simbólica.
OBJETO DO CONHECIMENTO: densidade
2. (ENEM 2001) Pelas normas vigentes, o litro do álcool hidratado que abastece os veículos deve ser
constituído de 96% de álcool puro e 4% de água (em volume). As densidades desses componentes
são dadas na tabela.
Um técnico de um órgão de defesa do consumidor inspecionou cinco postos suspeitos de venderem
álcool hidratado fora das normas. Colheu uma amostra do produto em cada posto, mediu a
densidade de cada uma, obtendo:
A partir desses dados, o técnico pôde concluir que estavam com o combustível adequado somente os
postos
A) I e II.
D) III e V.
B) I e III.
E) IV e V.
C) II e IV.
SOLUÇÃO: Para 1L de álcool hidratado, de acordo com as normas, temos 96% de álcool (densidade
= 800g/L) e 4% de água (densidade = 1000g/L) em volume.
Então: Volume de álcool = (96%) × (1L combustível) = 0,960L álcool.
Volume de água = (4%) × (1L combustível) = 0,040L água.
A mistura de etanol e água que apresentar densidade igual a 808 g/L estará na especificação
correta.
Um maior teor de álcool na mistura fará que sua densidade fique abaixo de 808 g/L.
Admitindo-se que a mistura fora das normas seja aquela cujo teor de água ultrapasse 4%, a mistura
que apresentar densidade superior a 808 g/L não estará adequada às normas.
RESPOSTA (E)
OBJETO DO CONHECIMENTO: Unidades de Energia
3. (ENEM-2001) “...O Brasil tem potencial para produzir pelo menos 15 mil megawatts por hora de
energia a partir de fontes alternativas.
Somente nos Estados da região Sul, o potencial de geração de energia por intermédio das sobras
agrícolas e florestais é de 5.000 megawatts por hora.
Para se ter uma idéia do que isso representa, a usina hidrelétrica de Ita, uma das maiores do país,
na divisa entre o Rio Grande do Sul e Santa Catarina, gera 1.450 megawatts de energia por hora.”
Esse texto, transcrito de um jornal de grande circulação, contém, pelo menos, um erro conceitual ao
apresentar valores de produção e de potencial de geração de energia. Esse erro consiste em
A) apresentar valores muito altos para a grandeza energia.
B) usar unidade megawatt para expressar os valores de potência.
C) usar unidades elétricas para biomasssa.
D) fazer uso da unidade incorreta megawatt por hora.
E) apresentar valores numéricos incompatíveis com as unidades.
SOLUÇÃO: A unidade de energia deveria ser o produto de uma unidade de potência por uma
unidade de tempo.
Por exemplo: megawatt (vezes) hora
RESPOSTA (D)
OBJETO DO CONHECIMENTO: Relações entre as Grandezas
4.(ENEM 2001) Um engenheiro, para calcular a área de uma cidade, copiou sua planta numa folha
de papel de boa qualidade, recortou e pesou numa balança de precisão, obtendo 40g. Em seguida,
recortou, do mesmo desenho, uma praça de dimensões reais 100m × 100m, pesou o recorte na
mesma balança e obteve 0,08g.Com esses dados foi possível dizer que a área da cidade, em metros
quadrados, é de, aproximadamente,
A) 800.
B) 10000.
C) 320000.
D) 400000.
E) 5000000.
SOLUÇÃO: A área e a massa são diretamente proporcionais, então a razão entre área e massa será
constante.
RESPOSTA (E)
OBJETO DO CONHECIMENTO: Relações entre as Grandezas
5. (ENEM-2001) A pesca não predatória pressupõe que cada peixe retirado de seu hábitat já tenha
procriado, pelo menos uma vez. Para algumas espécies, isso ocorre depois dos peixes apresentarem
a máxima variação anual de seu peso.
O controle de pesca no Pantanal é feito com base no peso de cada espécie.
A tabela fornece o peso do pacu, uma dessas espécies, em cada ano.
Considerando esses dados, a pesca do pacu deve ser autorizada para espécimes com peso de, no
mínimo,
A) 4kg.
B) 5kg.
C) 7kg.
D) 9kg.
E) 11kg.
SOLUÇÃO: De acordo com a tabela, a maior variação de peso se dá do terceiro para o quarto ano de
vida do pacu (variação de 1,3kg). Portanto, é mais provável que peixes com peso superior a 4kg já
tenham passado pelo processo de reprodução.
RESPOSTA (A)
OBJETO DO CONHECIMENTO: Relações entre as Grandezas
6. (ENEM-2001) A padronização insuficiente e a ausência de controle na fabricação podem também
resultar em perdas significativas de energia através das paredes da geladeira. Essas perdas, em
função da espessura das paredes, para geladeiras e condições de uso típicas, são apresentadas na
tabela.
Considerando uma família típica, com consumo médio mensal de 200kWh, a perda térmica pelas
paredes de uma geladeira com 4cm de espessura, relativamente a outra de 10cm, corresponde a
uma porcentagem do consumo total de eletricidade da ordem de
A) 30%.
B) 20%.
C) 10%.
D) 5%.
E) 1%.
SOLUÇÃO: Da tabela, a perda de energia térmica mensal devida a uma parede de 10cm é 15kWh; e
a perda devida a uma parede de 4cm é 35kWh. Portanto, o aumento na perda de energia é:
Podemos assim calcular a porcentagem do aumento da perda em relação ao consumo mensal total:
RESPOSTA (C)
CA 6 - Apropriar-se de conhecimentos da Física para, em situações problema, interpretar,
avaliar ou planejar intervenções científico-tecnológicas.
H22 – Compreender fenômenos decorrentes da interação entre a radiação e a matéria em
suas manifestações em processos naturais ou tecnológicos, ou em suas implicações
biológicas, sociais, econômicas ou ambientais.
OBJETO DO CONHECIMENTO: Ondulatória, Ondas e Oscilações
7. “O eclipse total do Sol, ocorrido em 22 de julho de 2009, pôde ser visto da Índia, Nepal, Butão,
centro da China e em várias ilhas do Pacífico. Um eclipse parcial também foi visto no Sudeste
asiático e em parte da Oceania; tratou-se da penumbra da Lua. Esse foi e será o eclipse total mais
longo, com duração máxima da fase de totalidade de 6 minutos e 43 segundos, acontecido no século
XXI.”
Disponível em: http\\www.pt.wikipédia.org>. Acesso em 6 set. 2009. (adaptado)
Durante um eclipse solar, um observador situado na (o) .................... vê .................... .
A alternativa que completa, corretamente, as lacunas é
a.)
b.)
c.)
d.)
e.)
cone de penumbra, um eclipse total.
cone de sombra, um eclipse parcial.
região plenamente iluminada da Terra, o Sol.
região de sombra própria da Terra, um eclipse total.
cone de penumbra, a lua cheia
SOLUÇÃO: Quanto ao eclipse solar, temos:
Observador colocado no cone de sombra da Lua vê um eclipse total;
Observador colocado num cone de penumbra vê um eclipse parcial;
Observador colocado numa região plenamente iluminada da Terra vê o Sol inteiramente.
RESPOSTA (C)
CA 3 – Associar intervenções que resultam em degradação ou conservação ambiental a
processos produtivos e sociais e a instrumentos ou ações científico-tecnológicos.
H8 – Identificar etapas em processos de obtenção, transformação, utilização ou
reciclagem de recursos naturais, energéticos ou matérias-primas, considerando processos
biológicos, químicos ou físicos neles envolvidos.
OBJETO DO CONHECIMENTO: Transformações de Energia
8. (ENEM - 2003) No Brasil, o sistema de transporte depende do uso de combustíveis fósseis e de
biomassa, cuja energia é convertida em movimento de veículos. Para esses combustíveis, a
transformação de energia química em energia mecânica acontece
A) na combustão, que gera gases quentes para mover os pistões no motor.
B) nos eixos, que transferem torque às rodas e impulsionam o veículo.
C) na ignição, quando a energia elétrica é convertida em trabalho.
D) na exaustão, quando gases quentes são expelidos para trás.
E) na carburação, com a difusão do combustível no ar.
SOLUÇÃO: Dentro do motor ocorrem reações exotérmicas de combustão entre o combustível
utilizado (gasolina, álcool, etc.) e o oxigênio presente no ar. Os gases provenientes dessas reações
possuem altas temperaturas e pressões, e suas forças de pressão movimentam os pistões.
RESPOSTA (A)
OBJETO DO CONHECIMENTO: Energia – Densidade – Poder Calorífico
9. (ENEM – 2003) Nos últimos anos, o gás natural (GNV: gás natural veicular) vem sendo utilizado
pela frota de veículos nacional, por ser viável economicamente e menos agressivo do ponto de vista
ambiental.
O quadro compara algumas características do gás natural e da gasolina em condições ambiente.
Apesar das vantagens no uso de GNV, sua utilização implica algumas adaptações técnicas, pois, em
condições ambiente, o volume de combustível necessário, em relação ao de gasolina, para produzir
a mesma energia, seria
A) muito maior, o que requer um motor muito mais potente.
B) muito maior, o que requer que ele seja armazenado a alta pressão.
C) igual, mas sua potência será muito menor.
D) muito menor, o que o torna o veículo menos eficiente.
E) muito menor, o que facilita sua dispersão para a atmosfera.
SOLUÇÃO: Verifique que o poder calorífico do GNV e da gasolina são praticamente os mesmos.
Assim uma mesma massa de GNV e gasolina produzirá a mesma energia. Como a densidade do GNV
é muito menor em relação à gasolina o volume de GNV será muito maior. O GNV, para ser utilizado
nessas condições, deve ser armazenado a altas pressões. O tanque de armazenamento do GNV, por
essa razão é feito de material bem mais resistente que o tanque de gasolina.
RESPOSTA (B)
OBJETO DO CONHECIMENTO: Transformações de Energia
10. (ENEM 2009 – CANCELADA) Considere a ação de se ligar uma bomba hidráulica elétrica para
captar água de um poço e armazená-la em uma caixa d’água localizada alguns metros acima do solo.
As etapas seguidas pela energia entre a usina hidroelétrica e a residência do usuário podem ser
divididas da seguinte forma:
I — na usina: água flui da represa até a turbina, que aciona o gerador para produzir energia elétrica;
II — na transmissão: no caminho entre a usina e a residência do usuário a energia elétrica flui por
condutores elétricos;
III — na residência: a energia elétrica aciona um motor cujo eixo está acoplado ao de uma bomba
hidráulica e, ao girar, cumpre a tarefa de transferir água do poço para a caixa.
As etapas I, II e III acima mostram, de forma resumida e simplificada, a cadeia de transformações
de energia que se processam desde a fonte de energia primária até o seu uso final. A opção que
detalha o que ocorre em cada etapa é:
A) Na etapa I, energia potencial gravitacional da água armazenada na represa transforma-se em
energia potencial da água em movimento na tubulação, a qual, lançada na turbina, causa a rotação
do eixo do gerador elétrico e a correspondente energia cinética, dá lugar ao surgimento de corrente
elétrica.
B) Na etapa I, parte do calor gerado na usina se transforma em energia potencial na tubulação, no
eixo da turbina e dentro do gerador; e também por efeito Joule no circuito interno do gerador.
C) Na etapa II, elétrons movem-se nos condutores que formam o circuito entre o gerador e a
residência; nessa etapa, parte da energia elétrica transforma-se em energia térmica por efeito Joule
nos condutores e parte se transforma em energia potencial gravitacional.
D) Na etapa III, a corrente elétrica é convertida em energia térmica, necessária ao acionamento do
eixo da bomba hidráulica, que faz a conversão em energia cinética ao fazer a água fluir do poço até a
caixa, com ganho de energia potencial gravitacional pela água.
E) Na etapa III, parte da energia se transforma em calor devido a forças dissipativas (atrito) na
tubulação; e também por efeito Joule no circuito interno do motor; outra parte é transformada em
energia cinética da água na tubulação e potencial gravitacional da água na caixa d’água.
SOLUÇÃO: Na etapa I, durante a queda no interior do tubo, a energia potencial gravitacional da
água da represa é transformada parte em energia cinética e parte em energia potencial de pressão.
Assim que a água abandona o tubo, a energia de pressão transforma-se em energia cinética que é
transmitida à turbina, que faz girar o gerador, acarretando o aparecimento de energia elétrica.
Na etapa II, há transmissão da energia elétrica por meio da corrente elétrica e dissipação de parte
da energia por efeito Joule (aquecimento dos condutores).
Na etapa III, a água em repouso no reservatório inferior é posta em movimento ascendente,
portanto adquire energia cinética e depois potencial gravitacional. Esse processo é acompanhado de
perdas na tubulação, devido ao atrito entre a água e as paredes do tubo, e no motor devido ao
aquecimento dos condutores que compõem o motor.
RESPOSTA (E)
GABARITO
1. E
2. E
3. D
4. E
5. A
6. C
7. C
8. A
9. B
10. E