Questõesde ENEM 2020 sobre Física
Um agricultor deseja utilizar um motor para bombear
água (ρ água = 1 kg L−1) de um rio até um reservatório
onde existe um desnível de 30 m de altura entre o rio e o
reservatório, como representado na figura. Ele necessita
de uma vazão constante de 3 600 litros de água por hora.
Considere a aceleração da gravidade igual a 10 m s−2.

Considerando a situação apresentada e desprezando
efeitos de perdas mecânicas e elétricas, qual deve ser a
potência mínima do motor para realizar a operação?

A fritura de alimentos é um processo térmico que ocorre
a temperaturas altas, aproximadamente a 170 °C. Nessa
condição, alimentos ricos em carboidratos e proteínas
sofrem uma rápida desidratação em sua superfície,
tornando-a crocante. Uma pessoa quer fritar todas as
unidades de frango empanado congelado de uma caixa.
Para tanto, ela adiciona todo o conteúdo de uma vez
em uma panela com óleo vegetal a 170 °C, cujo volume
é suficiente para cobrir todas as unidades. Mas, para
sua frustração, ao final do processo elas se mostram
encharcadas de óleo e sem crocância.
As unidades ficaram fora da aparência desejada em
razão da
Alguns cinemas apresentam uma tecnologia em que
as imagens dos filmes parecem tridimensionais, baseada
na utilização de óculos 3D. Após atravessar cada lente
dos óculos, as ondas luminosas, que compõem as
imagens do filme, emergem vibrando apenas na direção
vertical ou apenas na direção horizontal.
Com base nessas informações, o funcionamento dos
óculos 3D ocorre por meio do fenômeno ondulatório de
Em 20 de julho de 1969, Neil Armstrong tornou-se o primeiro homem a pisar na superfície da Lua. Ele foi seguido
por Edwin Aldrin, ambos da missão Apollo 11. Eles, e os astronautas que os seguiram, experimentaram a ausência de
atmosfera e estavam sujeitos às diferenças gravitacionais. A aceleração da gravidade na Lua tem 1/6 do valor na Terra.
Em relação às condições na Terra, um salto oblíquo na superfície da Lua teria alcance
Tanto a conservação de materiais biológicos como
o resfriamento de certos fotodetectores exigem baixas
temperaturas que não são facilmente atingidas por
refrigeradores. Uma prática comum para atingi-las é
o uso de nitrogênio líquido, obtido pela expansão
adiabática do gás N2, contido em um recipiente
acoplado a um êmbolo, que resulta no resfriamento
em temperaturas que chegam até seu ponto de
liquefação em −196 °C. A figura exibe o esboço de
curvas de pressão em função do volume ocupado por
uma quantidade de gás para os processos isotérmico
e adiabático. As diferenças entre esses processos
podem ser identificadas com base na primeira lei da
termodinâmica, que associa a variação de energia
interna à diferença entre o calor trocado com o meio
exterior e o trabalho realizado no processo.

A expansão adiabática viabiliza o resfriamento do N2
porque

Os acidentes de trânsito são causados geralmente por
excesso de velocidade. Em zonas urbanas no Brasil, o
limite de velocidade normalmente adotado é de 60 km h−1.
Uma alternativa para diminuir o número de acidentes
seria reduzir esse limite de velocidade. Considere uma
pista seca em bom estado, onde um carro é capaz de
frear com uma desaceleração constante de 5 m s−2 e
que o limite de velocidade reduza de 60 km h−1 para
50 km h−1.
Nessas condições, a distância necessária para a
frenagem desde a velocidade limite até a parada completa
do veículo será reduzida em um valor mais próximo de
Em um manual de instruções de uma geladeira,
constam as seguintes recomendações:
• Mantenha a porta de seu refrigerador aberta
apenas o tempo necessário;
• É importante não obstruir a circulação do ar com a
má distribuição dos alimentos nas prateleiras;
• Deixe um espaço de, no mínimo, 5 cm entre a parte
traseira do produto (dissipador serpentinado) e a
parede.
Com base nos princípios da termodinâmica, as justificativas
para essas recomendações são, respectivamente:
Em um manual de instruções de uma geladeira, constam as seguintes recomendações:
• Mantenha a porta de seu refrigerador aberta apenas o tempo necessário;
• É importante não obstruir a circulação do ar com a má distribuição dos alimentos nas prateleiras;
• Deixe um espaço de, no mínimo, 5 cm entre a parte traseira do produto (dissipador serpentinado) e a parede.
Com base nos princípios da termodinâmica, as justificativas
para essas recomendações são, respectivamente:
Nos chuveiros elétricos, a água entra em contato com
uma resistência aquecida por efeito Joule. A potência
dissipada pelo aparelho varia em função da tensão à qual
está ligado e do valor da resistência elétrica escolhida
com a chave seletora. No quadro estão indicados valores
de tensão e as possíveis resistências para cinco modelos
de chuveiro. Nesse quadro, o valor das resistências é
medido a partir da extremidade esquerda.

Qual chuveiro apresenta a maior potência elétrica?

Nas estradas brasileiras existem vários aparelhos
com a finalidade de medir a velocidade dos veículos.
Em uma rodovia, cuja velocidade máxima permitida é de
80 km h−1, um carro percorre a distância de 50 cm entre
os dois sensores no tempo de 20 ms. De acordo com
a Resolução n. 396, do Conselho Nacional de Trânsito,
para vias com velocidade de até 100 km h−1, a velocidade
medida pelo aparelho tem a tolerância de +7 km h−1 além
da velocidade máxima permitida na via. Considere que
a velocidade final registrada do carro é o valor medido
descontado o valor da tolerância do aparelho.
Nesse caso, qual foi a velocidade final registrada pelo
aparelho?
Um caminhão de massa 5 toneladas, carregado com
carga de 3 toneladas, tem eixos articulados que permitem
fazer o uso de 4 a 12 pneus (aos pares) simultaneamente.
O número de pneus em contato com o solo é determinado
a fim de que a pressão exercida por cada pneu contra o
solo não supere o dobro da pressão atmosférica. A área
de contato entre cada pneu e o asfalto equivale à área
de um retângulo de lados 20 cm e 30 cm. Considere a
aceleração da gravidade local igual a 10 m s−2
e a pressão
atmosférica de 105
Pa.
O menor número de pneus em contato com o solo que o
caminhão deverá usar é
Alguns modelos mais modernos de fones de ouvido
têm um recurso, denominado “cancelador de ruídos
ativo”, constituído de um circuito eletrônico que gera um
sinal sonoro semelhante ao sinal externo (ruído), exceto
pela sua fase oposta.
Qual fenômeno físico é responsável pela diminuição do
ruído nesses fones de ouvido?
A água sofre transições de fase sem que ocorra variação da pressão externa. A figura representa a ocorrência
dessas transições em um laboratório.


Tendo como base as transições de fase representadas (1 a 4), a quantidade de energia absorvida na etapa 2 é igual
à quantidade de energia

O custo de implantação de redes de transmissão aumenta linearmente com a distância da
hidroelétrica, de modo que a partir de uma certa distância, o uso de energia solar fotovoltaica,
que não depende da distância, é favorecido. Assim, em regiões isoladas da Amazônia, como é
muito caro levar energia elétrica produzida por hidroelétricas através de redes de transmissão,
o uso da energia solar fotovoltaica torna-se uma alternativa viável.
Dessa forma, o gráfico que representa qualitativamente os custos do uso de energia solar
fotovoltaica (ESF) e da implantação de redes de transmissão (RT) em função da distância é
O custo de implantação de redes de transmissão aumenta linearmente com a distância da hidroelétrica, de modo que a partir de uma certa distância, o uso de energia solar fotovoltaica, que não depende da distância, é favorecido. Assim, em regiões isoladas da Amazônia, como é muito caro levar energia elétrica produzida por hidroelétricas através de redes de transmissão, o uso da energia solar fotovoltaica torna-se uma alternativa viável.
Dessa forma, o gráfico que representa qualitativamente os custos do uso de energia solar
fotovoltaica (ESF) e da implantação de redes de transmissão (RT) em função da distância é
Os materiais são classificados pela sua natureza química e estrutural, e as diferentes
aplicações requerem características específicas, como a condutibilidade térmica, quando são
utilizados, por exemplo, em utensílios de cozinha. Assim, os alimentos são acondicionados em
recipientes que podem manter a temperatura após o preparo. Considere a tabela, que
apresenta a condutibilidade térmica (K) de diferentes materiais utilizados na confecção de
panelas.

Qual dos materiais é o recomendado para manter um alimento aquecido por um maior
intervalo de tempo?
Os materiais são classificados pela sua natureza química e estrutural, e as diferentes aplicações requerem características específicas, como a condutibilidade térmica, quando são utilizados, por exemplo, em utensílios de cozinha. Assim, os alimentos são acondicionados em recipientes que podem manter a temperatura após o preparo. Considere a tabela, que apresenta a condutibilidade térmica (K) de diferentes materiais utilizados na confecção de panelas.
Qual dos materiais é o recomendado para manter um alimento aquecido por um maior
intervalo de tempo?
O desfibrilador salva vidas de pessoas que são acometidas por ataques cardíacos
ou arritmias. Ele dispõe de um capacitor que pode ser carregado por uma fonte com uma alta
tensão. Usando o desfibrilador, pode-se fornecer energia ao coração, por meio de um choque
elétrico, para que ele volte a pulsar novamente em seu ritmo normal. Um socorrista dispõe de
um desfibrilador com capacitor de 70 microfarads que pode armazenar cerca de 220 J de
energia, quando conectado a uma tensão de 2 500 V.
O valor da carga armazenada por esse desfibrilador, em coulomb, é de
O desfibrilador salva vidas de pessoas que são acometidas por ataques cardíacos ou arritmias. Ele dispõe de um capacitor que pode ser carregado por uma fonte com uma alta tensão. Usando o desfibrilador, pode-se fornecer energia ao coração, por meio de um choque elétrico, para que ele volte a pulsar novamente em seu ritmo normal. Um socorrista dispõe de um desfibrilador com capacitor de 70 microfarads que pode armazenar cerca de 220 J de energia, quando conectado a uma tensão de 2 500 V.
O valor da carga armazenada por esse desfibrilador, em coulomb, é de
No Autódromo de Interlagos, um carro de Fórmula 1 realiza a curva S do Senna numa
trajetória curvilínea. Enquanto percorre esse trecho, o velocímetro do carro indica velocidade
constante.
Quais são a direção e o sentido da aceleração do carro?
No Autódromo de Interlagos, um carro de Fórmula 1 realiza a curva S do Senna numa trajetória curvilínea. Enquanto percorre esse trecho, o velocímetro do carro indica velocidade constante.
Quais são a direção e o sentido da aceleração do carro?
BTU é a sigla para British Thermal Unit (Unidade Térmica Inglesa), que é definida como a
quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 1 libra (0,45 kg) de água de 59,5
°F a 60,5 °F sob pressão constante de 1 atmosfera. A unidade BTU é utilizada, de forma
errônea, por diversos profissionais como sendo a potência de resfriamento do aparelho.
RODITI, I. Dicionário Houaiss de Física. Rio de Janeiro: Objetiva, 2005 (adaptado).
Como se pode representar corretamente a unidade de potência com base na definição de
BTU?
BTU é a sigla para British Thermal Unit (Unidade Térmica Inglesa), que é definida como a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 1 libra (0,45 kg) de água de 59,5 °F a 60,5 °F sob pressão constante de 1 atmosfera. A unidade BTU é utilizada, de forma errônea, por diversos profissionais como sendo a potência de resfriamento do aparelho.
RODITI, I. Dicionário Houaiss de Física. Rio de Janeiro: Objetiva, 2005 (adaptado).
Como se pode representar corretamente a unidade de potência com base na definição de
BTU?
As células fotovoltaicas (placas semicondutoras compostas de silício) são os
componentes principais dos painéis solares e são capazes de converter, com certa eficiência,
parte da energia dos raios solares em energia elétrica. Essa conversão é causada pelo
fenômeno físico denominado “efeito fotoelétrico”, que pode ocorrer em uma variedade de
materiais, incluindo metais e semicondutores.
Na superfície dos metais, a sequência de eventos que caracteriza esse efeito, de forma
simplificada, é a
As células fotovoltaicas (placas semicondutoras compostas de silício) são os componentes principais dos painéis solares e são capazes de converter, com certa eficiência, parte da energia dos raios solares em energia elétrica. Essa conversão é causada pelo fenômeno físico denominado “efeito fotoelétrico”, que pode ocorrer em uma variedade de materiais, incluindo metais e semicondutores.
Na superfície dos metais, a sequência de eventos que caracteriza esse efeito, de forma
simplificada, é a
Para se deslocar e obter alimentos, alguns mamíferos, como morcegos e golfinhos,
contam com a sofisticada capacidade biológica de detectar a posição de objetos e animais
pela emissão e recepção de ondas ultrassônicas.
O fenômeno ondulatório que permite o uso dessa capacidade biológica é a
Para se deslocar e obter alimentos, alguns mamíferos, como morcegos e golfinhos, contam com a sofisticada capacidade biológica de detectar a posição de objetos e animais pela emissão e recepção de ondas ultrassônicas.
O fenômeno ondulatório que permite o uso dessa capacidade biológica é a