TC 2 ENEM 2012 (SEMANA de Véspera de 29 de outubro a 02 de novembro)
PROFs.: Célio Normando – Rodrigo Lins
1. CA 5 – H 17
OBJETO DO CONHECIMENTO: Energia Elétrica
Podemos estimar o consumo de energia elétrica de uma casa considerando as principais fontes desse
consumo.
Pense na situação em que apenas os aparelhos que constam da tabela abaixo fossem utilizados
diariamente da mesma forma.
A tabela fornece a potência e o tempo efetivo de uso diário de cada aparelho doméstico.
Supondo que o mês tenha 30 dias e que o custo de 1KWh é de R$0,40, o consumo de energia
elétrica mensal dessa casa, é de aproximadamente
a) R$135.
b) R$165.
c) R$190.
d) R$210.
e) R$230.
SOLUÇÃO: Da definição de potência média:
Assim, o consumo de energia elétrica em questão pode ser determinado como segue:
• Em um dia:
• Em um mês:
Logo, o custo em reais será de:
R$ 576 x (0,40) → R$ 230,40
Ou seja, aproximadamente R$230,00.
RESPOSTA (E)
2. CA 6 – H 20
OBJETO DO CONHECIMENTO: Gravitação Universal
A imagem a seguir, de 12 de Abril de 1961, mostra as manchetes de um importante jornal do Alabama.
Nesse dia histórico, o cosmonauta russo Yuri Alekseievitch Gagarin, aos 27 anos de idade, tornou-se o primeiro
homem a ir ao espaço.
A bordo da nave Vostok 1, deu uma volta completa em órbita ao redor de nosso planeta em 108 minutos. Durante
esse tempo, a Vostok 1 completou uma órbita não muito circular, com uma altitude máxima de 325
km onde Gagarin proferiu a famosa frase “A Terra é azul”.
Em 2011, foram comemorados os 50 anos dessa missão que, além de ter impulsionado o desenvolvimento de novas
tecnologias, pode ser considerada um dos grandes marcos da Guerra Fria.
Gagarin, na época um rapaz de 27 anos, tinha o porte físico ideal para a tarefa a que havia sido designado, pois
possuía 1,57 m de altura e, assim, não ficaria tão apertado na cápsula da Vostok 1, abaixo.
Atualmente, graças ao tamanho das naves tripuladas, os astronautas têm muito mais mobilidade dentro delas e não é
incomum serem mostrados em órbita flutuando em seus interiores. Entre as alternativas a seguir, assinale o que for
correto, com relação à situação descrita.
a) Ao entrar em órbita, viajando no espaço, os astronautas deixam de ter a força peso atuando sobre seus corpos e,
portanto, flutuam.
b) Em órbita ao redor da Terra, a velocidade escalar das naves espaciais não é tão grande, como consequência os
seus tripulantes flutuam.
c) Quando em órbita, nave e tripulantes estão o tempo todo caindo, mas sem se aproximar do solo terrestre. Estando
ambos com a mesma velocidade e sujeito à mesma aceleração, os astronautas flutuam em relação à nave.
d) Ao entrar em órbita, os astronautas não possuem aceleração atuando sobre seus corpos e, portanto flutuam.
e) Em órbita ao redor da Terra, os astronautas sofrem idênticas atrações gravitacionais geradas pela Lua e por nosso
planeta. Como a resultante dessas forças é nula, eles flutuam em relação à nave.
SOLUÇÃO: a) (FALSA) A força gravitacional (Peso) continua atuando sobre os astronautas e ela é a responsável por
manter a nave e os astronautas girando ao redor da Terra.
b) (FALSA) a velocidade escalar média da Vostok 1 para dar uma volta completa, em torno da Terra, a
uma altitude aproximada de 325 km em 108 min = 1,8 h, foi de aproximadamente 22000 km/h.
c) (VERDADEIRA) Em uma nave espacial em órbita em torno da Terra, seus ocupantes
terão a sensação de ausência de peso, chamada de Imponderabilidade (flutuam). Isso não significa
que inexista a força gravitacional, mas apenas que ela está exercendo o papel de força resultante
centrípeta, necessária para mantê-los em órbita.
Em cada instante, a nave e seus ocupantes, bem como outros objetos no seu interior, possuem o
mesmo vetor velocidade e sujeitos a mesma aceleração da gravidade. Assim, todos “caem” em
direção à Terra, ao longo de suas órbitas, sem no entanto se aproximar do solo terrestre.
d) (FALSA) Em órbita ao redor da Terra, a nave e os astronautas possuem aceleração, a
aceleração da gravidade no local da órbita, que faz o papel de aceleração centrípeta.
e) (FALSA) As forças gravitacionais exercidas pela Terra e pela Lua, sobre os astronautas,
são diferentes pois as massas da Terra e Lua são diferentes e a nave está mais próxima da Terra do
que da Lua.
RESPOSTA (C)
3. CA 2 – H 5
OBJETO DO CONHECIMENTO: Potência Elétrica
O povo brasileiro é especialista em driblar percalços e achar soluções variadas para problemas cotidianos. Apesar
disso, algumas dessas ideias criativas podem ser perigosas, como a mostrada no exemplo a seguir.
Quando, além da criatividade que nos é peculiar, usamos também conceitos da ciência, tudo pode ficar mais fácil e
seguro. Especialistas em eletricidade recomendam não se usar um T (benjamim) para ligar vários aparelhos em uma
só tomada, pois isto pode provocar sobrecarga, havendo até mesmo risco de incêndio. No entanto, muitas vezes,
usamos esse recurso e nada anormal acontece.
Na tabela abaixo, são apresentados dados de alguns aparelhos, como suas respectivas potências nominais para a
tensão de 127 V.
Considere uma tomada comum, cujas especificações técnicas indicam que o limite de corrente elétrica que pode
percorrê-la é de 10 A (dez ampères), para uma diferença de potencial de 127 V. Quais aparelhos podem ser ligados
simultaneamente nessa tomada, com o uso de um T, sem ultrapassar o limite de corrente estabelecido pelo
fabricante?
a) 1 aquecedor e 1 aparelho de microondas
b) 1 máquina de lavar , 1 ferro de passar e 1 televisor
c) 1 ferro de passar roupas e 1 forno de microondas
d) 1 geladeira , 1 televisor e 1 aparelho de som
e) 1 máquina de lavar e 1 aquecedor elétrico
SOLUÇÃO: A potência máxima suportada pela tomada será:
P = V.i
→
P = 127 x 10
→
P = 1270W
Assim a soma das potências elétricas dos aparelhos ligados no T (benjamim) não deve ultrapassar os
1270W.
Das opções apresentadas, os aparelhos que podem ser ligados simultaneamente nessa tomada, com o
uso do T, sem comprometer o limite de corrente estabelecido pelo fabricante, são geladeira, televisor e aparelho de
som.
RESPOSTA (D)
4. CA 6 – H 20
OBJETO DO CONHECIMENTO: Vazão em um tanque
Eclusa é um canal que, construído em águas de um rio com grande desnível, possibilita a
navegabilidade, subida ou descida de embarcações. No esquema abaixo, está representada a descida
de uma embarcação, pela eclusa do porto Primavera, do nível mais alto do rio Paraná até o nível da
jusante.
A câmara dessa eclusa tem comprimento aproximado de 200m e largura igual a 17m. A vazão
aproximada da água durante o esvaziamento da câmara é de 4.200m3 por minuto. Assim, para
descer do nível mais alto até o nível da jusante, uma embarcação leva cerca de:
a) 2 minutos.
b) 5 minutos.
c) 11 minutos.
d) 16 minutos.
e) 21 minutos.
SOLUÇÃO: Cálculo do volume da câmara, em m3.
V = 200 . 17 . 20 → V = 68000 m3
Cálculo do tempo pedido, em minutos.
= V/t → 4200 = 68000 / t →
t = 16,19 min
RESPOSTA (D)
5. CA 2 – H 5
OBJETO DO CONHECIMENTO: Potência Elétrica nas Lâmpadas
Antes da invenção da lâmpada elétrica, a iluminação era uma tarefa complicada. Para iluminar bem
os ambientes, eram necessárias muitas velas ou tochas. Lampiões a óleo também iluminavam o
suficiente, mas soltavam um resíduo que cobria de fuligem tudo o que estava por perto.
Quando uma lâmpada é conectada a uma pilha comum através de fios, a lâmpada acende. Por quê?
Os elétrons são acelerados pela diferença de potencial entre os pólos positivo e negativo da pilha,
constituindo a corrente elétrica, que ao passar pelo filamento da lâmpada faz com que esta acenda.
A chave S, a bateria ε e as três lâmpadas idênticas, L1, L2 e L3 estão ligadas conforme o circuito
elétrico abaixo.
Quando a chave S é fechada, a(s)
a) lâmpadas L1, L2 e L3 brilham com a mesma intensidade.
b) corrente elétrica que flui em L1 é o dobro da que flui em L2.
c) correntes elétricas que fluem nas lâmpadas L 2 e L3 são diferentes.
d) lâmpadas L1, L2 e L3 estão submetidas a mesma ddp, ε, da bateria.
e) lâmpadas L1 e L2 estão submetidas à mesma ddp.
SOLUÇÃO: As lâmpadas L2 e L3 estão associadas em PARALELO e, portanto, estão submetidas à
mesma d. d. p, menor do que . Afirmativa (D) é FALSA.
Como as lâmpadas são idênticas, a corrente elétrica é a mesma nas lâmpadas 2 e 3.
Afirmativa (C) é FALSA.
A corrente que passa na lâmpada L1 é a soma das correntes nas lâmpadas L2 e L3.
i = i2 + i3. Como i2 = i3 → i1 = 2i2. Afirmativa (B) é VERDADEIRA.
O brilho produzido por uma lâmpada é proporcional à potência dissipada. Como a
resistência R das lâmpadas é a mesma, e P = Ri 2 → i1 > i2 = i3 → P1 > P2 = P3.
Afirmativa (A) é FALSA.
RESPOSTA (B)
6. CA 5 – H 17
OBJETO DO CONHECIMENTO: Forças nos Sistemas Físicos
DE VOLTA À LUZ
O resgate dos 33 mineiros soterrados na mina de San José, no deserto do Atacama no Chile,
começou com a descida de seis socorristas para coordenar a operação dentro da mina. À medida que
os mineiros eram resgatados, a velocidade de descida e subida da cápsula Fênix 2 se tornava mais
alta.
Revista Veja – 20 de outubro de 2010.
A ESTRUTURA
A cápsula com os mineiros foi içada por um cabo de aço de 22 milímetros de espessura e comprimento de 1000m, movido por um motor.
A cápsula, chamada de Fênix 2, foi construída especialmente para o resgate, no estaleiro das Forças
Armadas do Chile e apresenta ainda essas características:
Diâmetro externo: 58 cm
Diâmetro interno: 53 cm
Massa: 450 kg
Note que o cabo passava por uma polia (roldana) bem grande e descia preso à cápsula. A polia fixa
só altera a direção/sentido da força de tração T no cabo. A intensidade de T não muda com a ação
da polia fixa e supostamente bem lubrificada. O túnel tinha uma inclinação de pouco mais de 10o.
Nestas condições, podemos dizer que durante a subida atuavam as seguintes forças na cápsula:
a) T: tração no cabo de aço ligado ao guindaste (sempre perpendicular ao fio, que acompanha a
inclinação do túnel).
b) P: peso da (cápsula+mineiro), ou seja, a atração gravitacional que a Terra exerce sobre a
(cápsula+mineiro) sempre na direção da inclinação do túnel.
c) F: força exercida pelo motor (sempre na direção vertical)
d) N: componente normal da força de contato entre a cápsula e a parede (sempre na direção
paralela às paredes do túnel)
e) A: força de atrito para baixo (sempre na direção paralela às paredes do túnel)
SOLUÇÃO: As forças que atuam na cápsula durante a subida são:
P: peso da (cápsula + mineiro) tem direção vertical e sentido para baixo.
T: tração no cabo de aço. Na mesma direção do fio que acompanha a
inclinação do túnel.
N: força normal exercida pela parede do túnel, sempre perpendicular à
parede.
A: força de atrito para baixo e paralela à parede.
Atenção: a força exercida pelo motor atua na cápsula, através do cabo,
e, portanto, é a própria tração (T).
RESPOSTA (E)
7. CA 6 – H 20
OBJETO DO CONHECIMENTO: Força de Atrito
Os Romeiros e os paus de arara
Na época das comemorações do aniversário de Padre Cícero, Juazeiro do Norte é invadida por
número gigantesco de romeiros que vem em transportes chamados paus de arara.
O município se localiza na Região Metropolitana do Cariri, no sul do estado do Ceará, a 533 km da
capital, Fortaleza.
Pau de arara é o nome dado a um meio de transporte irregular, e ainda utilizado no Nordeste do
Brasil. Consiste em se adaptar caminhões para o transporte de passageiros, constituindo-se em
substituto improvisado para os ônibus convencionais.
Numa dessas viagens, o caminhão “deu prego”, isto é, teve uma pane no sistema elétrico e foi
necessário empurrar o pau de arara para dar continuidade à viagem.
Depois de empurrar o caminhão, um dos romeiros descansando em seu fiango, pequena rede de
viagem, comentou: “Foi mais difícil tirar o caminhão do repouso do que mantê-lo em movimento”.
Sobre o comentário do romeiro é correto afirmar que:
a) está certo, pois o caminhão fica mais leve depois que entra em movimento.
b) está errado, visto que a estrada oferece a mesma resistência ao caminhão em repouso, quanto
em movimento.
c) está certo, pois o peso do caminhão é maior depois que entra em movimento.
d) está errado, visto que a estrada oferece mais resistência, quando os pneus estão “carecas”, ou
seja, lisos.
e) está certo, pois a estrada oferece maior resistência ao caminhão em repouso, do que quando em
movimento, independente do estado dos pneus.
SOLUÇÃO: A força de resistência, oferecida pela estrada ao caminhão, é maior quando o caminhão
está em repouso do que quando está em movimento. O estado dos pneus, “carecas”, ou não,
interfere na força de resistência que a estrada oferece ao caminhão (força de atrito). Quanto mais
lisos estiverem os pneus, menor será a aderência (força de atrito) entre os pneus e a estrada.
Porém, o estado dos pneus não muda a condição da força de atrito cinética (corpo em movimento)
ser menor que a força de atrito estática (corpo em repouso).
RESPOSTA (E)
8. CA 2 – H 6
OBJETO DO CONHECIMENTO: Utilização de Disjuntores em circuitos com lâmpadas
Marcelo acabou de mudar para a casa que acabou de construir. Na primeira noite na nova casa,
percebeu que ainda não tinha instalado os soquetes onde geralmente as lâmpadas são instaladas.
Tentando improvisar alguma iluminação, ele pensou em fazer a montagem da figura.
No entanto, Marcelo lembrou-se de uma recomendação fornecida pelo engenheiro elétrico que
projetou a instalação elétrica da casa.
“Marcelo, as tomadas da sua casa foram projetadas para suportar correntes elétricas de até 15 A. Se
forem percorridas por uma corrente superior a essa, o disjuntor interromperá o fornecimento de
energia elétrica.”
Baseado nessas informações pode-se afirmar que a montagem de Marcelo:
a) funcionará perfeitamente.
b) fará o disjuntor interromper o circuito.
c) não fará a lâmpada acender.
d) poderá queimar a lâmpada.
e) provocará um curto-circuito na casa.
SOLUÇÃO: A ligação dos fios, na lâmpada, está correta, pois um deles está em contato com a rosca
e o outro com o pino. A tensão nominal da lâmpada é igual à tensão da tomada. Desta maneira, a
lâmpada funcionará perfeitamente, dissipando a potência nominal de 100 W, logo não queimará.
A corrente na lâmpada será:
P = V.i
→
100 = 127 . i
→
i = 0,79 A
O disjuntor não irá disparar, portanto não interromperá o circuito. Não haverá curto-circuito, visto
que a lâmpada tem resistência elétrica considerável.
P = V2/R
→
R = (127)2/100
→
R = 161,29
RESPOSTA (A)
9. CA 6– H 20
OBJETO DO CONHECIMENTO: Leis de Newton
Em Tirinhas, é muito comum encontrarmos situações que envolvem conceitos de Física e que,
inclusive, têm sua parte cômica relacionada, de alguma forma, com a Física.
Considere a tirinha envolvendo a “Turma da Mônica”, mostrada a seguir.
Supondo que o sistema se encontra em equilíbrio, é correto afirmar que, de acordo com a Lei da
Ação e Reação (3ª Lei de Newton), formam um par ação-reação:
a) a força que a Mônica exerce sobre a corda e a força que os meninos exercem sobre a corda.
b) a força que a Mônica exerce sobre o chão e a força que a corda faz sobre a Mônica.
c) a força que a Mônica exerce sobre a corda e a força que a corda faz sobre a Mônica.
d) a força que a Mônica exerce sobre a corda e a força que os meninos exercem sobre o chão.
e) a força que a Mônica exerce sobre o chão e a força que os meninos exercem sobre o chão.
SOLUÇÃO: A Lei da Ação e Reação (3ª Lei de Newton) afirma que as forças do par Ação-Reação:
- São do mesmo tipo: contacto (Mônica-corda);
- Agem em corpos diferentes (uma na Mônica e a outra na corda), portanto não se equilibram, pois
agem em corpos diferentes;
- São recíprocas (Mônica na corda/corda na Mônica) e simultâneas;
- Têm mesma intensidade, mesma direção e sentidos opostos.
RESPOSTA (C)
10. CA 2 – H 6
OBJETO DO CONHECIMENTO: Processos de Eletrização
A geração de cargas estáticas pode ocorrer de muitas maneiras. Entre elas podemos citar eletrização
por contato, eletrização triboelétrica, eletrização por indução, etc. Dentre todos os processos de
geração de carga estática, o mais comum é o carregamento triboelétrico, o qual é causado pelo
atrito entre duas superfícies. Atualmente, com a larga utilização de materiais sintéticos altamente
isolantes, tanto na cobertura de pisos, mesas, cadeiras, roupas, sapatos e em quase todos os
objetos de utilização diária, o aparecimento da eletricidade estática tem sido muito frequente, pois
nestas situações as cargas elétricas não podem ser escoadas.
A eletricidade estática, que para nós é imperceptível, pode danificar um componente
semicondutor quando a descarga atinge um ou mais terminais desse componente, como
transistores e microchips.
Deve-se ter o cuidado de evitar o surgimento de cargas eletrostáticas adotando medidas
preventivas, como piso dissipativo, controle de umidade. Pulseiras com resistência interna
também devem ser ajustadas ao pulso com a parte metálica em contato direto com o piso
condutor. Todos os dispositivos sensíveis à descarga eletrostática devem ser embalados e
transportados somente dentro de embalagens especiais – caixas condutivas e sacos metalizados
fechados.
http://www.nei.com.br/artigos/artigo.aspx?i=41 (com adaptações).
Dentre os sistemas de proteção e sua função estão corretamente relacionados na opção:
a) caixas condutivas para limitação da corrente.
b) piso dissipativo para blindagem eletrostática.
c) pulseira e piso condutor para aterramento.
d) resistência interna para evitar a eletrização.
e) sacos metalizados que evitam choques intensos.
SOLUÇÃO: As medidas de proteção dos dispositivos eletrônicos contra eletricidade estática podem
ser resumidas no seguinte conselho: evite descarregamento eletrostático sobre componentes
sensíveis.
Todos os dispositivos sensíveis à descarga eletrostática devem ser embalados e transportados com
materiais especialmente desenvolvidos para proteger os componentes.
O transporte será feito somente dentro de embalagens especiais - caixas condutivas e sacos
metalizados fechados.
Os sacos metalizados exercem a função de dissipar as descargas promovidas por contato ou
aproximação e também oferecem blindagem dos componentes quando expostos a um campo
elétrico.
As pulseiras de aterramento devem ser ajustadas ao pulso com a parte metálica em contato direto e
conectadas com algum ponto de terra por seu cabo. A função da pulseira é propiciar o aterramento
pessoal, isto é, dissipar toda a eletricidade estática presente no corpo para a terra.
Internamente, a pulseira possui uma resistência para limitar a corrente elétrica de descarga,
protegendo e evitando também o choque elétrico do usuário.
RESPOSTA (C)