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ENEM · 2017 · 1ª Aplicação · Regular — Questões de Física comentadas

2º dia · Caderno 7 Azul · 21 questões de Física e interdisciplinares · Gabarito oficial e resoluções comentadas.

Seleção de questões de Física e interdisciplinares cuja resolução usa conceitos físicos. Gabarito oficial e resolução comentada. Numeração do Caderno 7 Azul.

Q93
Eletricidade — Resistência elétrica — Sensor de amônia

Dispositivos eletrônicos que utilizam materiais de baixo custo, como polímeros semicondutores, têm sido desenvolvidos para monitorar a concentração de amônia (gás tóxico e incolor) em granjas avícolas. A polianilina é um polímero semicondutor que tem o valor de sua resistência elétrica nominal quadruplicado quando exposta a altas concentrações de amônia. Na ausência de amônia, a polianilina se comporta como um resistor ôhmico e a sua resposta elétrica é mostrada no gráfico.

Eletricidade — Resistência elétrica — Sensor de amônia: figura do caderno original

O valor da resistência elétrica da polianilina na presença de altas concentrações de amônia, em ohm, é igual a

A)$0{,}5\times10^0$
B)$2{,}0\times10^0$
C)$2{,}5\times10^5$
D)$5{,}0\times10^5$
E)$2{,}0\times10^6$

Gabarito oficial — ENEM 2017 — 1ª Aplicação · Regular — Caderno 7 Azul

E
Resolução comentada

No gráfico sem amônia, $V=3{,}0\text{ V}$ corresponde a $i=6{,}0\times10^{-6}\text{ A}$. Assim, $R_0=V/i=5{,}0\times10^5\,\Omega$.

Na presença de altas concentrações de amônia, a resistência quadruplica: $R=4R_0=2{,}0\times10^6\,\Omega$. Alternativa E.

Q94
Óptica — Absorção da luz — Nanotubos e fotossíntese

Pesquisadores conseguiram estimular a absorção de energia luminosa em plantas graças ao uso de nanotubos de carbono. Para isso, nanotubos de carbono “se inseriram” no interior dos cloroplastos por uma montagem espontânea, através das membranas dos cloroplastos. Pigmentos da planta absorvem as radiações luminosas, os elétrons são “excitados” e se deslocam no interior de membranas dos cloroplastos, e a planta utiliza em seguida essa energia elétrica para a fabricação de açúcares. Os nanotubos de carbono podem absorver comprimentos de onda habitualmente não utilizados pelos cloroplastos, e os pesquisadores tiveram a ideia de utilizá-los como “antenas”, estimulando a conversão de energia solar pelos cloroplastos, com o aumento do transporte de elétrons. Nanotubos de carbono incrementam a fotossíntese de plantas. Disponível em: http://lqes.iqm.unicamp.br. Acesso em: 14 nov. 2014 (adaptado).

O aumento da eficiência fotossintética ocorreu pelo fato de os nanotubos de carbono promoverem diretamente a

A)

utilização de água.

B)

absorção de fótons.

C)

formação de gás oxigênio.

D)

proliferação dos cloroplastos.

E)

captação de dióxido de carbono.

Gabarito oficial — ENEM 2017 — 1ª Aplicação · Regular — Caderno 7 Azul

B
Resolução comentada

Os nanotubos absorvem fótons em faixas do espectro pouco aproveitadas pelos pigmentos dos cloroplastos. Essa energia aumenta a excitação e o transporte de elétrons, favorecendo a fotossíntese.

A ação direta descrita é a absorção de fótons. A produção de açúcares e oxigênio são consequências do processo, não a função imediata dos nanotubos. Alternativa B.

Q97
Física moderna — Transições eletrônicas — Chama amarela

Um fato corriqueiro ao se cozinhar arroz é o derramamento de parte da água de cozimento sobre a chama azul do fogo, mudando-a para uma chama amarela. Essa mudança de cor pode suscitar interpretações diversas, relacionadas às substâncias presentes na água de cozimento. Além do sal de cozinha (NaCl), nela se encontram carboidratos, proteínas e sais minerais.

Cientificamente, sabe-se que essa mudança de cor da chama ocorre pela

A)

reação do gás de cozinha com o sal, volatilizando gás cloro.

B)

emissão de fótons pelo sódio, excitado por causa da chama.

C)

produção de derivado amarelo, pela reação com o carboidrato.

D)

reação do gás de cozinha com a água, formando gás hidrogênio.

E)

excitação das moléculas de proteínas, com formação de luz amarela.

Gabarito oficial — ENEM 2017 — 1ª Aplicação · Regular — Caderno 7 Azul

B
Resolução comentada

O calor da chama excita elétrons dos átomos de sódio presentes no sal. Ao retornarem a estados de menor energia, esses elétrons emitem fótons em comprimentos de onda característicos.

A emissão intensa na região amarela explica a mudança de cor, como no teste de chama. Alternativa B.

Q99
Mecânica — Impulso — Cintos de segurança

Em uma colisão frontal entre dois automóveis, a força que o cinto de segurança exerce sobre o tórax e abdômen do motorista pode causar lesões graves nos órgãos internos. Pensando na segurança do seu produto, um fabricante de automóveis realizou testes em cinco modelos diferentes de cinto. Os testes simularam uma colisão de 0,30 segundo de duração, e os bonecos que representavam os ocupantes foram equipados com acelerômetros. Esse equipamento registra o módulo da desaceleração do boneco em função do tempo. Os parâmetros como massa dos bonecos, dimensões dos cintos e velocidade imediatamente antes e após o impacto foram os mesmos para todos os testes. O resultado final obtido está no gráfico de aceleração por tempo.

Mecânica — Impulso — Cintos de segurança: figura do caderno original

Qual modelo de cinto oferece menor risco de lesão interna ao motorista?

A)

1

B)

2

C)

3

D)

4

E)

5

Gabarito oficial — ENEM 2017 — 1ª Aplicação · Regular — Caderno 7 Azul

B
Resolução comentada

Para bonecos de mesma massa, a força instantânea do cinto tem módulo proporcional à desaceleração: $F=ma$. O risco de lesão depende especialmente dos picos de força.

Como a variação de velocidade é a mesma, a área sob cada curva de desaceleração é a mesma. A curva do cinto 2 distribui a desaceleração ao longo do tempo e apresenta o menor pico. Portanto, ele oferece menor risco. Alternativa B.

Q101
Óptica — Espectro eletromagnético — Iluminação com LED

A figura mostra como é a emissão de radiação eletromagnética para cinco tipos de lâmpada: haleto metálico, tungstênio, mercúrio, xênon e LED (diodo emissor de luz). As áreas marcadas em cinza são proporcionais à intensidade da energia liberada pela lâmpada. As linhas pontilhadas mostram a sensibilidade do olho humano aos diferentes comprimentos de onda.

UV e IV são as regiões do ultravioleta e do infravermelho, respectivamente.

Um arquiteto deseja iluminar uma sala usando uma lâmpada que produza boa iluminação, mas que não aqueça o ambiente.

Óptica — Espectro eletromagnético — Iluminação com LED: figura do caderno original

Disponível em: http://zeiss-campus.magnet.fsu.edu. Acesso em: 8 maio 2017 (adaptado).

Qual tipo de lâmpada melhor atende ao desejo do arquiteto?

A)

Haleto metálico.

B)

Tungstênio.

C)

Mercúrio.

D)

Xênon.

E)

LED.

Gabarito oficial — ENEM 2017 — 1ª Aplicação · Regular — Caderno 7 Azul

E
Resolução comentada

A lâmpada desejada deve emitir principalmente no visível, especialmente onde o olho é mais sensível, e emitir pouco no infravermelho, associado ao aquecimento.

O espectro do LED concentra a emissão na faixa visível e apresenta pouca emissão infravermelha. É a melhor opção entre as cinco curvas. Alternativa E. Isso não significa que o dispositivo real não dissipe calor, mas que seu espectro atende melhor ao critério proposto.

Q103
Ondulatória — Atenuação — Alcance da fibra óptica

Em uma linha de transmissão de informações por fibra óptica, quando um sinal diminui sua intensidade para valores inferiores a 10 dB, este precisa ser retransmitido. No entanto, intensidades superiores a 100 dB não podem ser transmitidas adequadamente. A figura apresenta como se dá a perda de sinal (perda óptica) para diferentes comprimentos de onda para certo tipo de fibra óptica.

Ondulatória — Atenuação — Alcance da fibra óptica: figura do caderno original

Atenuação e limitações das fibras ópticas. Disponível em: www.gta.ufrj.br.

Acesso em: 25 maio 2017 (adaptado).

Qual é a máxima distância, em km, que um sinal pode ser enviado nessa fibra sem ser necessária uma retransmissão?

A)

6

B)

18

C)

60

D)

90

E)

100

Gabarito oficial — ENEM 2017 — 1ª Aplicação · Regular — Caderno 7 Azul

D
Resolução comentada

Para maximizar a distância, escolhemos o comprimento de onda com menor perda óptica, de aproximadamente $1\text{ dB/km}$ no gráfico.

O sinal pode cair de 100 dB para 10 dB antes da retransmissão, permitindo perda de $90\text{ dB}$. Logo, $d_{\max}=90/1=90\text{ km}$. Alternativa D.

Q104
Física moderna — Radioatividade — Datação por carbono-14

A técnica do carbono-14 permite a datação de fósseis pela medição dos valores de emissão beta desse isótopo presente no fóssil. Para um ser em vida, o máximo são 15 emissões beta/(min g). Após a morte, a quantidade de 14C se reduz pela metade a cada 5 730 anos. A prova do carbono 14. Disponível em: http://noticias.terra.com.br. Acesso em: 9 nov. 2013 (adaptado).

Considere que um fragmento fóssil de massa igual a 30 g foi encontrado em um sítio arqueológico, e a medição de radiação apresentou 6 750 emissões beta por hora. A idade desse fóssil, em anos, é

A)

450.

B)

1 433.

C)

11 460.

D)

17 190.

E)

27 000.

Gabarito oficial — ENEM 2017 — 1ª Aplicação · Regular — Caderno 7 Azul

C
Resolução comentada

A atividade inicial de 30 g seria $15\cdot30=450$ emissões por minuto, ou $27000$ por hora. A atividade medida é $6750/27000=1/4$ da inicial.

A redução para um quarto exige duas meias-vidas. Portanto, $t=2\cdot5730=11460\text{ anos}$. Alternativa C.

Q105
Energia — Armazenamento energético — Estação híbrida

A figura mostra o funcionamento de uma estação híbrida de geração de eletricidade movida a energia eólica e biogás. Essa estação possibilita que a energia gerada no parque eólico seja armazenada na forma de gás hidrogênio, usado no fornecimento de energia para a rede elétrica comum e para abastecer células a combustível.

Energia — Armazenamento energético — Estação híbrida: figura do caderno original

Disponível em: www.enertrag.com. Acesso em: 24 abr. 2015 (adaptado).

Mesmo com ausência de ventos por curtos períodos, essa estação continua abastecendo a cidade onde está instalada, pois o(a)

A)

planta mista de geração de energia realiza eletrólise para enviar energia à rede de distribuição elétrica.

B)

hidrogênio produzido e armazenado é utilizado na combustão com o biogás para gerar calor e eletricidade.

C)

conjunto de turbinas continua girando com a mesma velocidade, por inércia, mantendo a eficiência anterior.

D)

combustão da mistura biogás-hidrogênio gera diretamente energia elétrica adicional para a manutenção da estação.

E)

planta mista de geração de energia é capaz de utilizar todo o calor fornecido na combustão para a geração de eletricidade.

Gabarito oficial — ENEM 2017 — 1ª Aplicação · Regular — Caderno 7 Azul

B
Resolução comentada

Quando há vento, parte da eletricidade alimenta a produção de hidrogênio, que fica armazenado como reserva de energia química.

Na ausência de vento, o hidrogênio pode ser misturado ao biogás e usado na combustão da planta de geração, produzindo calor e eletricidade. A eletrólise consome energia e não é o processo que fornece eletricidade durante essa ausência. Alternativa B.

Q106
Termologia — Vaporização — Coleta de óleos essenciais

Na Idade Média, para elaborar preparados a partir de plantas produtoras de óleos essenciais, as coletas das espécies eram realizadas ao raiar do dia. Naquela época, essa prática era fundamentada misticamente pelo efeito mágico dos raios lunares, que seria anulado pela emissão dos raios solares. Com a evolução da ciência, foi comprovado que a coleta de algumas espécies ao raiar do dia garante a obtenção de material com maiores quantidades de óleos essenciais.

A explicação científica que justifica essa prática se baseia na

A)

volatilização das substâncias de interesse.

B)

polimerização dos óleos catalisada pela radiação solar.

C)

solubilização das substâncias de interesse pelo orvalho.

D)

oxidação do óleo pelo oxigênio produzido na fotossíntese.

E)

liberação das moléculas de óleo durante o processo de fotossíntese.

Gabarito oficial — ENEM 2017 — 1ª Aplicação · Regular — Caderno 7 Azul

A
Resolução comentada

Óleos essenciais contêm substâncias voláteis. Com o aquecimento ao longo do dia, parte delas passa para a fase gasosa e se perde para a atmosfera.

A coleta ao raiar do dia reduz essas perdas e preserva maior quantidade de óleo. Essa explicação científica substitui a interpretação mística apresentada. Alternativa A.

Q107
Óptica — Absorção da radiação — Epilação a laser

A epilação a laser (popularmente conhecida como depilação a laser) consiste na aplicação de uma fonte de luz para aquecer e causar uma lesão localizada e controlada nos folículos capilares. Para evitar que outros tecidos sejam danificados, selecionam-se comprimentos de onda que são absorvidos pela melanina presente nos pelos, mas que não afetam a oxi-hemoglobina do sangue e a água dos tecidos da região em que o tratamento será aplicado. A figura mostra como é a absorção de diferentes comprimentos de onda pela melanina, oxi-hemoglobina e água.

Óptica — Absorção da radiação — Epilação a laser: figura do caderno original

MACEDO, F. S.; MONTEIRO, E. O. Epilação com laser e luz intensa pulsada. Revista Brasileira de Medicina. Disponível em: www.moreirajr.com.br. Acesso em: 4 set. 2015 (adaptado).

Qual é o comprimento de onda, em nm, ideal para a epilação a laser?

A)

400

B)

700

C)

1 100

D)

900

E)

500

Gabarito oficial — ENEM 2017 — 1ª Aplicação · Regular — Caderno 7 Azul

B
Resolução comentada

O comprimento de onda deve ser bem absorvido pela melanina do pelo e pouco absorvido pela água e pela oxi-hemoglobina, para limitar os danos aos demais tecidos.

No gráfico, 700 nm atende melhor a esse conjunto de condições: a melanina ainda absorve consideravelmente, enquanto as outras duas absorções são baixas. Alternativa B.

Q108
Mecânica — Conservação de energia — Cama elástica

O brinquedo pula-pula (cama elástica) é composto por uma lona circular flexível horizontal presa por molas à sua borda. As crianças brincam pulando sobre ela, alterando e alternando suas formas de energia. Ao pular verticalmente, desprezando o atrito com o ar e os movimentos de rotação do corpo enquanto salta, uma criança realiza um movimento periódico vertical em torno da posição de equilíbrio da lona (h = 0), passando pelos pontos de máxima e de mínima alturas, hmáx e hmín, respectivamente.

Esquematicamente, o esboço do gráfico da energia cinética da criança em função de sua posição vertical na situação descrita é:

A)Alternativa A: Mecânica — Conservação de energia — Cama elástica
B)Alternativa B: Mecânica — Conservação de energia — Cama elástica
C)Alternativa C: Mecânica — Conservação de energia — Cama elástica
D)Alternativa D: Mecânica — Conservação de energia — Cama elástica
E)Alternativa E: Mecânica — Conservação de energia — Cama elástica

Gabarito oficial — ENEM 2017 — 1ª Aplicação · Regular — Caderno 7 Azul

C
Resolução comentada

Nos extremos $h_{\min}$ e $h_{\max}$, a criança para momentaneamente, de modo que a energia cinética é zero.

Acima da lona, a energia elástica não varia e $E_c=E-mgh$: a curva deve ser uma reta decrescente em função da altura. Na região em que a lona se deforma, parte da energia é elástica, proporcional ao quadrado da deformação; a curva de energia cinética tem concavidade para baixo.

O gráfico que combina essas características é o C. Não pode ser uma única parábola em todo o percurso, pois há um trecho de voo livre.

Q110
Eletricidade — Associação de resistores — Proteção por fusível

Fusível é um dispositivo de proteção contra sobrecorrente em circuitos. Quando a corrente que passa por esse componente elétrico é maior que sua máxima corrente nominal, o fusível queima. Dessa forma, evita que a corrente elevada danifique os aparelhos do circuito. Suponha que o circuito elétrico mostrado seja alimentado por uma fonte de tensão U e que o fusível suporte uma corrente nominal de 500 mA.

Eletricidade — Associação de resistores — Proteção por fusível: figura do caderno original

Qual é o máximo valor da tensão U para que o fusível não queime?

A)

20 V

B)

40 V

C)

60 V

D)

120 V

E)

185 V

Gabarito oficial — ENEM 2017 — 1ª Aplicação · Regular — Caderno 7 Azul

D
Resolução comentada

Enquanto o fusível está íntegro, ele tem resistência desprezível. No ramo inferior, o resistor de $120\,\Omega$ ligado ao fusível fica em paralelo com o de $60\,\Omega$: $R_p=40\,\Omega$. Esse conjunto está em série com o resistor de $40\,\Omega$ à direita.

A tensão da fonte divide-se igualmente entre os dois conjuntos de $40\,\Omega$. Assim, o resistor de $120\,\Omega$ recebe $U/2$ e a corrente do fusível é $i_f=(U/2)/120=U/240$.

Para $i_f=0{,}500\text{ A}$, resulta $U_{\max}=120\text{ V}$. Alternativa D. O limite é da corrente no fusível, não da corrente total fornecida pela fonte.

Q112
Ondulatória — Interferência — Trombone de Quincke

O trombone de Quincke é um dispositivo experimental utilizado para demonstrar o fenômeno da interferência de ondas sonoras. Uma fonte emite ondas sonoras de determinada frequência na entrada do dispositivo. Essas ondas se dividem pelos dois caminhos (ADC e AEC) e se encontram no ponto C, a saída do dispositivo, onde se posiciona um detector. O trajeto ADC pode ser aumentado pelo deslocamento dessa parte do dispositivo. Com o trajeto ADC igual ao AEC, capta-se um som muito intenso na saída. Entretanto, aumentando-se gradativamente o trajeto ADC, até que ele fique como mostrado na figura, a intensidade do som na saída fica praticamente nula. Desta forma, conhecida a velocidade do som no interior do tubo (320 m/s), é possível determinar o valor da frequência do som produzido pela fonte.

Ondulatória — Interferência — Trombone de Quincke: figura do caderno original

O valor da frequência, em hertz, do som produzido pela fonte sonora é

A)

3 200.

B)

1 600.

C)

800.

D)

640.

E)

400.

Gabarito oficial — ENEM 2017 — 1ª Aplicação · Regular — Caderno 7 Azul

C
Resolução comentada

A diferença de percurso corresponde a duas vezes a diferença entre os braços: $\Delta L=2(40-30)\text{ cm}=0{,}20\text{ m}$.

Como se parte da interferência construtiva e se chega ao primeiro mínimo, $\Delta L=\lambda/2$. Logo, $\lambda=0{,}40\text{ m}$ e $f=v/\lambda=320/0{,}40=800\text{ Hz}$. Alternativa C.

Q115
Mecânica — Separação de misturas — Centrifugação

As centrífugas são equipamentos utilizados em laboratórios, clínicas e indústrias. Seu funcionamento faz uso da aceleração centrífuga obtida pela rotação de um recipiente e que serve para a separação de sólidos em suspensão em líquidos ou de líquidos misturados entre si. RODITI, I. Dicionário Houaiss de física. Rio de Janeiro: Objetiva, 2005 (adaptado).

Nesse aparelho, a separação das substâncias ocorre em função

A)

das diferentes densidades.

B)

dos diferentes raios de rotação.

C)

das diferentes velocidades angulares.

D)

das diferentes quantidades de cada substância.

E)

da diferente coesão molecular de cada substância.

Gabarito oficial — ENEM 2017 — 1ª Aplicação · Regular — Caderno 7 Azul

A
Resolução comentada

A rotação intensifica a separação de componentes com densidades diferentes. Os mais densos tendem a se concentrar na região mais afastada do eixo, enquanto os menos densos ficam mais próximos dele.

A propriedade que permite a separação é a diferença de densidades. Alternativa A. No referencial que gira com o recipiente, o efeito pode ser descrito pela força centrífuga.

Q120
Mecânica — Pressão — Osmose reversa

Alguns tipos de dessalinizadores usam o processo de osmose reversa para obtenção de água potável a partir da água salgada. Nesse método, utiliza-se um recipiente contendo dois compartimentos separados por uma membrana semipermeável: em um deles coloca-se água salgada e no outro recolhe-se a água potável. A aplicação de pressão mecânica no sistema faz a água fluir de um compartimento para o outro. O movimento das moléculas de água através da membrana é controlado pela pressão osmótica e pela pressão mecânica aplicada.

Para que ocorra esse processo é necessário que as resultantes das pressões osmótica e mecânica apresentem

A)

mesmo sentido e mesma intensidade.

B)

sentidos opostos e mesma intensidade.

C)

sentidos opostos e maior intensidade da pressão osmótica.

D)

mesmo sentido e maior intensidade da pressão osmótica.

E)

sentidos opostos e maior intensidade da pressão mecânica.

Gabarito oficial — ENEM 2017 — 1ª Aplicação · Regular — Caderno 7 Azul

E
Resolução comentada

Na osmose espontânea, a água tende a atravessar a membrana em direção ao compartimento mais concentrado. Na osmose reversa, deseja-se o movimento contrário.

A pressão mecânica aplicada deve se opor à tendência osmótica e superá-la em intensidade. Dessa forma, a água sai do compartimento salgado e é recolhida como água potável. Alternativa E.

Q124
Termologia — Lei de Hess — Redução do minério de ferro

O ferro é encontrado na natureza na forma de seus minérios, tais como a hematita ($\alpha$-Fe₂O₃), a magnetita (Fe₃O₄) e a wustita (FeO). Na siderurgia, o ferro-gusa é obtido pela fusão de minérios de ferro em altos fornos em condições adequadas. Uma das etapas nesse processo é a formação de monóxido de carbono. O CO (gasoso) é utilizado para reduzir o FeO (sólido), conforme a equação química:

$\mathrm{FeO}(s)+\mathrm{CO}(g)\rightarrow\mathrm{Fe}(s)+\mathrm{CO_2}(g)$.

Considere as seguintes equações termoquímicas:

$\mathrm{Fe_2O_3}(s)+3\,\mathrm{CO}(g)\rightarrow2\,\mathrm{Fe}(s)+3\,\mathrm{CO_2}(g)$; $\Delta_r H=-25\text{ kJ/mol de Fe}_2\mathrm{O}_3$.

$3\,\mathrm{FeO}(s)+\mathrm{CO_2}(g)\rightarrow\mathrm{Fe_3O_4}(s)+\mathrm{CO}(g)$; $\Delta_r H=-36\text{ kJ/mol de CO}_2$.

$2\,\mathrm{Fe_3O_4}(s)+\mathrm{CO_2}(g)\rightarrow3\,\mathrm{Fe_2O_3}(s)+\mathrm{CO}(g)$; $\Delta_r H=+47\text{ kJ/mol de CO}_2$.

O valor mais próximo de $\Delta_r H$, em kJ/mol de FeO, para a reação indicada do FeO (sólido) com o CO (gasoso) é

A)−14.
B)−17.
C)−50.
D)−64.
E)−100.

Gabarito oficial — ENEM 2017 — 1ª Aplicação · Regular — Caderno 7 Azul

B
Resolução comentada

Multiplicamos a primeira equação por 3, a segunda por 2 e mantemos a terceira. Somando e cancelando as espécies comuns, obtemos $6\,\mathrm{FeO}+6\,\mathrm{CO}\rightarrow6\,\mathrm{Fe}+6\,\mathrm{CO_2}$.

A entalpia dessa soma é $3(-25)+2(-36)+47=-100\text{ kJ}$. Como a reação consome 6 mol de FeO, $\Delta H=-100/6\approx-16{,}7\text{ kJ/mol}$, mais próximo de $-17\text{ kJ/mol}$. Alternativa B.

Q127
Eletricidade — Potência elétrica — Ducha e vazão

No manual fornecido pelo fabricante de uma ducha elétrica de 220 V é apresentado um gráfico com a variação da temperatura da água em função da vazão para três condições (morno, quente e superquente). Na condição superquente, a potência dissipada é de 6 500 W. Considere o calor específico da água igual a 4 200 J/(kg °C) e densidade da água igual a 1 kg/L.

Eletricidade — Potência elétrica — Ducha e vazão: figura do caderno original

Com base nas informações dadas, a potência na condição morno corresponde a que fração da potência na condição superquente?

A)$\frac13$
B)$\frac15$
C)$\frac35$
D)$\frac38$
E)$\frac58$

Gabarito oficial — ENEM 2017 — 1ª Aplicação · Regular — Caderno 7 Azul

D
Resolução comentada

Para uma mesma vazão, a potência transferida à água é proporcional à elevação de temperatura: $P=\dot m c\Delta T$.

Em uma mesma vertical do gráfico, a curva morno indica elevação de temperatura igual a um terço da indicada pela curva superquente. Portanto, $P_{\text{morno}}/P_{\text{superquente}}=1/3$. Alternativa A.

Q128
Óptica — Visão em cores — Cones da retina

A retina é um tecido sensível à luz, localizado na parte posterior do olho, onde ocorre o processo de formação de imagem. Nesse tecido, encontram-se vários tipos celulares específicos. Um desses tipos celulares são os cones, os quais convertem os diferentes comprimentos de onda da luz visível em sinais elétricos, que são transmitidos pelo nervo óptico até o cérebro.

Disponível em: www.portaldaretina.com.br. Acesso em: 13 jun. 2012 (adaptado).

Em relação à visão, a degeneração desse tipo celular irá

A)

comprometer a capacidade de visão em cores.

B)

impedir a projeção dos raios luminosos na retina.

C)

provocar a formação de imagens invertidas na retina.

D)

causar dificuldade de visualização de objetos próximos.

E)

acarretar a perda da capacidade de alterar o diâmetro da pupila.

Gabarito oficial — ENEM 2017 — 1ª Aplicação · Regular — Caderno 7 Azul

A
Resolução comentada

Os cones respondem a diferentes faixas do espectro visível e permitem a discriminação das cores. Sua degeneração compromete essa capacidade.

A projeção e a inversão da imagem dependem principalmente do sistema óptico do olho, enquanto o diâmetro da pupila é controlado pela íris. Alternativa A.

Q129
Eletricidade — Gerador não ideal — Cerca eletrificada

Em algumas residências, cercas eletrificadas são utilizadas com o objetivo de afastar possíveis invasores. Uma cerca eletrificada funciona com uma diferença de potencial elétrico de aproximadamente 10 000 V. Para que não seja letal, a corrente que pode ser transmitida através de uma pessoa não deve ser maior do que 0,01 A. Já a resistência elétrica corporal entre as mãos e os pés de uma pessoa é da ordem de 1 000 Ω.

Para que a corrente não seja letal a uma pessoa que toca a cerca eletrificada, o gerador de tensão deve possuir uma resistência interna que, em relação à do corpo humano, é

A)

praticamente nula.

B)

aproximadamente igual.

C)

milhares de vezes maior.

D)

da ordem de 10 vezes maior.

E)

da ordem de 10 vezes menor.

Gabarito oficial — ENEM 2017 — 1ª Aplicação · Regular — Caderno 7 Azul

C
Resolução comentada

A corrente no modelo do enunciado é $i=U/(r+R_{\text{corpo}})$. Para não ultrapassar $0{,}01\text{ A}$, a resistência total deve ser pelo menos $10000/0{,}01=10^6\,\Omega$.

Como o corpo apresenta aproximadamente $1000\,\Omega$, a resistência interna deve ser próxima de $999000\,\Omega$, cerca de mil vezes a corporal. Alternativa C. Trata-se do modelo idealizado da questão, não de um critério suficiente para projetar uma cerca real segura.

Q131
Mecânica — Frenagem — Tempo de reação ao celular

Um motorista que atende a uma chamada de celular é levado à desatenção, aumentando a possibilidade de acidentes ocorrerem em razão do aumento de seu tempo de reação. Considere dois motoristas, o primeiro atento e o segundo utilizando o celular enquanto dirige. Eles aceleram seus carros inicialmente a 1,00 m/s2. Em resposta a uma emergência, freiam com uma desaceleração igual a 5,00 m/s2. O motorista atento aciona o freio à velocidade de 14,0 m/s, enquanto o desatento, em situação análoga, leva 1,00 segundo a mais para iniciar a frenagem.

Que distância o motorista desatento percorre a mais do que o motorista atento, até a parada total dos carros?

A)

2,90 m

B)

14,0 m

C)

14,5 m

D)

15,0 m

E)

17,4 m

Gabarito oficial — ENEM 2017 — 1ª Aplicação · Regular — Caderno 7 Azul

E
Resolução comentada

O motorista atento começa a frear a 14 m/s e percorre $d_a=14^2/(2\cdot5)=19{,}6\text{ m}$.

No segundo adicional de reação, o desatento continua acelerando: percorre $14\cdot1+\tfrac12\cdot1\cdot1^2=14{,}5\text{ m}$ e chega a 15 m/s. Sua frenagem ocupa $15^2/(2\cdot5)=22{,}5\text{ m}$.

A diferença total é $14{,}5+22{,}5-19{,}6=17{,}4\text{ m}$. Alternativa E.

Q133
Eletricidade — Indução eletromagnética — Gerador de espiras

Para demonstrar o processo de transformação de energia mecânica em elétrica, um estudante constrói um pequeno gerador utilizando:

• um fio de cobre de diâmetro D enrolado em N espiras circulares de área A;

• dois ímãs que criam no espaço entre eles um campo magnético uniforme de intensidade B; e • um sistema de engrenagens que lhe permite girar as espiras em torno de um eixo com uma frequência f.

Ao fazer o gerador funcionar, o estudante obteve uma tensão máxima V e uma corrente de curto-circuito i.

Para dobrar o valor da tensão máxima V do gerador mantendo constante o valor da corrente de curto i, o estudante deve dobrar o(a)

A)

número de espiras.

B)

frequência de giro.

C)

intensidade do campo magnético.

D)

área das espiras.

E)

diâmetro do fio.

Gabarito oficial — ENEM 2017 — 1ª Aplicação · Regular — Caderno 7 Azul

A
Resolução comentada

A tensão máxima induzida é proporcional a $NABf$. Dobrar o número de espiras dobra a tensão.

Com a mesma área das espiras e o mesmo diâmetro do fio, dobrar N também dobra o comprimento e a resistência do enrolamento. Assim, a corrente de curto-circuito $i=V/R$ permanece constante.

Dobrar apenas a frequência ou o campo aumentaria a tensão sem dobrar a resistência, aumentando a corrente. A alternativa correta é A.

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