Questõesde ENEM sobre Física
Uma pessoa percebe que a bateria de seu veículo fica descarregada após cinco dias sem uso. No início
desse período, a bateria funcionava normalmente e estava com o total de sua carga nominal, de 60 Ah. Pensando
na possibilidade de haver uma corrente de fuga, que se estabelece mesmo com os dispositivos elétricos do
veículo desligados, ele associa um amperímetro digital ao circuito do veículo.
Qual dos esquemas indica a maneira com que o amperímetro deve ser ligado e a leitura por ele realizada?
As moedas despertam o interesse de colecionadores,
numismatas e investidores há bastante tempo. Uma
moeda de 100% cobre, circulante no período do Brasil
Colônia, pode ser bastante valiosa. O elevado valor gera
a necessidade de realização de testes que validem a
procedência da moeda, bem como a veracidade de sua
composição. Sabendo que a densidade do cobre metálico
é próxima de 9 g cm-3, um investidor negocia a aquisição de um lote de quatro moedas A, B, C e D fabricadas
supostamente de 100% cobre e massas 26 g, 27 g, 10 g
e 36 g, respectivamente. Com o objetivo de testar a
densidade das moedas, foi realizado um procedimento
em que elas foram sequencialmente inseridas em uma
proveta contendo 5 mL de água, conforme esquematizado.

Com base nos dados obtidos, o investidor adquiriu as moedas

Há muitos mitos em relação a como se proteger de
raios, cobrir espelhos e não pegar em facas, garfos e
outros objetos metálicos, por exemplo. Mas, de fato, se
houver uma tempestade com raios, alguns cuidados são
importantes, como evitar ambientes abertos. Um bom
abrigo para proteção é o interior de um automóvel, desde
que este não seja conversível.
OLIVEIRA, A. Raios nas tem pestades de verão. Disponível em:
http://cienciahoje.uol.com.br. Acesso em: 10 dez. 2014 (adaptado),
Qual o motivo físico da proteção fornecida pelos
automóveis, conforme citado no texto?
Dois engenheiros estão verificando se uma cavidade
perfurada no solo está de acordo com o planejamento
de uma obra, cuja profundidade requerida é de 30 m.
O teste é feito por um dispositivo denominado oscilador
de áudio de frequência variável, que permite relacionar
a profundidade com os valores da frequência de duas
ressonâncias consecutivas, assim como em um tubo
sonoro fechado. A menor frequência de ressonância que
o aparelho mediu foi 135 Hz. Considere que a velocidade
do som dentro da cavidade perfurada é de 360 m s-1.
Se a profundidade estiver de acordo com o projeto, qual
será o valor da próxima frequência de ressonância que
será medida?
Dois engenheiros estão verificando se uma cavidade perfurada no solo está de acordo com o planejamento de uma obra, cuja profundidade requerida é de 30 m. O teste é feito por um dispositivo denominado oscilador de áudio de frequência variável, que permite relacionar a profundidade com os valores da frequência de duas ressonâncias consecutivas, assim como em um tubo sonoro fechado. A menor frequência de ressonância que o aparelho mediu foi 135 Hz. Considere que a velocidade do som dentro da cavidade perfurada é de 360 m s-1.
Se a profundidade estiver de acordo com o projeto, qual será o valor da próxima frequência de ressonância que será medida?
Nos desenhos animados, com frequência se vê um
personagem correndo na direção de um abismo, mas, ao
invés de cair, ele continua andando no vazio e só quando
percebe que não há nada sob seus pés é que ele para
de andar e cai verticalmente. No entanto, para observar
uma trajetória de queda num experimento real, pode-se
lançar uma bolinha, com velocidade constante (V0), sobre
a superfície de uma mesa e verificar o seu movimento de
queda até o chão.
Qual figura melhor representa a trajetória de queda da bolinha?

DAVIS, J. Disponível em: http://garfield.com. Acesso em: 10 fev. 2015
Por qual motivo ocorre a eletrização ilustrada na tirinha?
DAVIS, J. Disponível em: http://garfield.com. Acesso em: 10 fev. 2015
Por qual motivo ocorre a eletrização ilustrada na tirinha?
A Torre Eiffel, com seus 324 metros de altura, feita
com treliças de ferro, pesava 7 300 toneladas quando
terminou de ser construída em 1889. Um arquiteto
resolve construir um protótipo dessa torre em escala
1:100, usando os mesmos materiais (cada dimensão
linear em escala de 1:100 do monumento real).
Considere que a torre real tenha uma massa Mtorre
e exerça na fundação sobre a qual foi erguida uma
pressão Ptorre. O modelo construído pelo arquiteto terá
uma massa Mmodelo e exercerá uma pressão Pmodelo.

Como a pressão exercida pela torre se compara com a
pressão exercida pelo protótipo? Ou seja, qual é a razão
entre as pressões (Ptorre)/(Pmodelo) ?

Um mergulhador fica preso ao explorar uma caverna
no oceano. Dentro da caverna formou-se um bolsão de
ar, como mostrado na figura, onde o mergulhador se
abrigou.

Durante o resgate, para evitar danos a seu
organismo, foi necessário que o mergulhador passasse
por um processo de descompressão antes de retornar
à superfície para que seu corpo ficasse novamente sob
pressão atmosférica. O gráfico mostra a relação entre
os tempos de descompressão recomendados para
indivíduos nessa situação e a variação de pressão.

Considere que a aceleração da gravidade seja
igual a 10 m s-2 e que a densidade da água seja de
p = 1 000 kg m-3.
Em minutos, qual é o tempo de descompressão a que o
mergulhador deverá ser submetido?


Os manuais de refrigerador apresentam a
recomendação de que o equipamento não deve ser
instalado próximo a fontes de calor, como fogão e
aquecedores, ou em local onde incida diretamente a
luz do sol. A instalação em local inadequado prejudica
o funcionamento do refrigerador e aumenta o consumo
de energia.
O não atendimento dessa recomendação resulta em
aumento do consumo de energia porque
Herschel, em 1880, começou a escrever sobre a condensação da luz solar no foco de uma lente e queria verificar
de que maneira os raios coloridos contribuem para o aquecimento. Para isso, ele projetou sobre um anteparo o espectro
solar obtido com um prisma, colocou termômetros nas diversas faixas de cores e verificou nos dados obtidos que um
dos termômetros iluminados indicou um aumento de temperatura maior para uma determinada faixa de frequências.
SAYURI. M.; GASPAR, M. B. Infravermelho na sala de aula. Disponível em: www.cienciamao.usp.br. Acesso em: 15 ago. 2016 (adaptado).
Para verificar a hipótese de Herschel, um estudante montou o dispositivo apresentado na figura. Nesse aparato,
cinco recipientes contendo água, à mesma temperatura inicial, e separados por um material isolante térmico e refletor são
posicionados lado a lado (A, B, C, D e E) no interior de uma caixa de material isolante térmico e opaco. A luz solar, ao entrar
na caixa, atravessa o prisma e incide sobre os recipientes. O estudante aguarda até que ocorra o aumento da temperatura
e a afere em cada recipiente.

Em qual dos recipientes a água terá maior temperatura ao final do experimento?

Você foi contratado para sincronizar os quatro
semáforos de uma avenida, indicados pelas letras O, A,
B e C, conforme a figura.

Os semáforos estão separados por uma distância
de 500 m. Segundo os dados estatísticos da companhia
controladora de trânsito, um veículo, que está
inicialmente parado no semáforo O, tipicamente parte
com aceleração constante de 1 m s-2 até atingir a
velocidade de 72 km h-1 e, a partir daí, prossegue com
velocidade constante. Você deve ajustar os semáforos
A, B e C de modo que eles mudem para a cor verde
quando o veículo estiver a 100 m de cruzá-los, para
que ele não tenha que reduzir a velocidade em nenhum
momento.
Considerando essas condições, aproximadamente
quanto tempo depois da abertura do semáforo O os
semáforos A, B e C devem abrir, respectivamente?
Você foi contratado para sincronizar os quatro semáforos de uma avenida, indicados pelas letras O, A, B e C, conforme a figura.
Os semáforos estão separados por uma distância de 500 m. Segundo os dados estatísticos da companhia controladora de trânsito, um veículo, que está inicialmente parado no semáforo O, tipicamente parte com aceleração constante de 1 m s-2 até atingir a velocidade de 72 km h-1 e, a partir daí, prossegue com velocidade constante. Você deve ajustar os semáforos A, B e C de modo que eles mudem para a cor verde quando o veículo estiver a 100 m de cruzá-los, para que ele não tenha que reduzir a velocidade em nenhum momento.
Considerando essas condições, aproximadamente
quanto tempo depois da abertura do semáforo O os
semáforos A, B e C devem abrir, respectivamente?
Os fones de ouvido tradicionais transmitem a música
diretamente para os nossos ouvidos. Já os modelos
dotados de tecnologia redutora de ruído — Cancelamento
de Ruído (CR) — além de transmitirem música, também
reduzem todo ruído inconsistente à nossa volta, como
o barulho de turbinas de avião e aspiradores de pó. Os
fones de ouvido CR não reduzem realmente barulhos
irregulares como discursos e choros de bebês. Mesmo
assim, a supressão do ronco das turbinas do avião
contribui para reduzir a “fadiga de ruído”, um cansaço
persistente provocado pela exposição a um barulho alto
por horas a fio. Esses aparelhos também permitem que
nós ouçamos músicas ou assistamos a vídeos no trem ou
no avião a um volume muito menor (e mais seguro).
Disponível em: http://tecnoiogia.uol.com.br. Acesso em 21 abr. 2015 (adaptado).
A tecnologia redutora de ruído CR utilizada na produção
de fones de ouvido baseia-se em qual fenômeno
ondulatório?
As panelas de pressão reduzem o tempo de
cozimento dos alimentos por elevar a temperatura de
ebulição da água. Os usuários conhecedores do utensílio
normalmente abaixam a intensidade do fogo em panelas
de pressão após estas iniciarem a saída dos vapores.
Ao abaixar o fogo, reduz-se a chama, pois assim evita-se o(a)
Em uma usina geradora de energia elétrica, seja
através de uma queda-d'água ou através de vapor
sob pressão, as pás do gerador são postas a girar.
O movimento relativo de um ímã em relação a um
conjunto de bobinas produz um fluxo magnético variável
através delas, gerando uma diferença de potencial em
seus terminais. Durante o funcionamento de um dos
geradores, o operador da usina percebeu que houve um
aumento inesperado da diferença de potencial elétrico
nos terminais das bobinas.
Nessa situação, o aumento do módulo da diferença de
potencial obtida nos terminais das bobinas resulta do
aumento do(a)
Um estudante tem uma fonte de tensão com corrente
contínua que opera em tensão fixa de 12 V. Como
precisa alimentar equipamentos que operam em tensões
menores, ele emprega quatro resistores de 100 Ω para
construir um divisor de tensão. Obtém-se este divisor
associando os resistores, como exibido na figura. Os
aparelhos podem ser ligados entre os pontos A, B, C, D e
E, dependendo da tensão especificada.

Ele tem um equipamento que opera em 9,0 V com
uma resistência interna de 10 kΩ.
Entre quais pontos do divisor de tensão esse equipamento
deve ser ligado para funcionar corretamente e qual será o
valor da intensidade da corrente nele estabelecida?

Um professor percebeu que seu apontador a
laser, de luz monocromática, estava com o brilho
pouco intenso. Ele trocou as baterias do apontador e
notou que a intensidade luminosa aumentou sem que
a cor do laser se alterasse. Sabe-se que a luz é uma
onda eletromagnética e apresenta propriedades como
amplitude, comprimento de onda, fase, frequência
e velocidade.
Dentre as propriedades de ondas citadas, aquela
associada ao aumento do brilho do laser é o(a)
Uma das formas de se obter energia elétrica é usar
uma lente convergente circular para concentrar os raios
de sol em um único ponto, aquecendo um dispositivo
localizado nesse ponto a uma temperatura elevada. Com
a transformação da energia luminosa em energia térmica,
pode ser criado vapor-d’água que moverá uma turbina e
gerará energia elétrica. Para projetar um sistema de
geração de energia elétrica, a fim de alimentar um
chuveiro elétrico de 2 000 W de potência, sabe-se que,
neste local, a energia recebida do Sol é 1 000 W/m2 .
Esse sistema apresenta taxa de eficiência de
conversão em energia elétrica de 50% da energia
solar incidente. Considere √π = 1,8.
Qual deve ser, em metro, o raio da lente para que esse
sistema satisfaça aos requisitos do projeto?
0,28
Em uma residência com aquecimento central, um reservatório é alimentado com água fria, que é aquecida na
base do reservatório e, a seguir, distribuída para as torneiras. De modo a obter a melhor eficiência de aquecimento
com menor consumo energético, foram feitos alguns testes com diferentes configurações, modificando-se as
posições de entrada de água fria e de saída de água quente no reservatório, conforme a figura. Em todos os testes,
as vazões de entrada e saída foram mantidas iguais e constantes.

A configuração mais eficiente para a instalação dos pontos de entrada e saída de água no reservatório é,
respectivamente, nas posições

Um foguete viaja pelo espaço sideral com os propulsores desligados. A velocidade inicial
tem módulo constante
e direção perpendicular à ação dos propulsores, conforme indicado na figura. O piloto aciona os propulsores para
alterar a direção do movimento quando o foguete passa pelo ponto A e os desliga quando o módulo de sua velocidade
final é superior a √2
, o que ocorre antes de passar pelo ponto B. Considere as interações desprezíveis.

A representação gráfica da trajetória seguida pelo foguete, antes e depois de passar pelo ponto B, é:


