Cincias da Natureza e suas Tecnologias TC 2 ENEM 2011 PROF. : Clio Normando As questes desta lista de exerccios das Cincias da Natureza e suas Tecnologias do incio etapa final de preparao para o Enem. Nesta semana estamos abordando algumas competncias de rea e suas habilidades. Competncia de rea 1 Compreender as cincias naturais e as tecnologias a elas associadas como construes humanas, percebendo seus papis nos processos de produo e no desenvolvimento econmico e social da humanidade. H1 - Reconhecer caractersticas ou propriedades de fenmenos ondulatrios ou oscilatrios, relacionando-os a seus usos em diferentes contextos. Na questo 1 Competncia de rea 2 Identificar a presena e aplicar as tecnologias associadas s cincias naturais em diferentes contextos.

H5 - Dimensionar circuitos ou dispositivos eltricos de uso cotidiano.

Nas questes 2, 5

H6 - Relacionar informaes para compreender manuais de instalao ou utilizao de aparelhos, ou sistemas tecnolgicos de uso comum. Na questo 9 Competncia de rea 5 Entender mtodos e procedimentos prprios das cincias naturais e aplic-los em diferentes contextos.

H17 - Relacionar informaes apresentadas em diferentes formas de linguagem e representao usadas nas cincias fsicas, qumicas ou biolgicas, como texto discursivo, grficos, tabelas, relaes matemticas ou linguagem simblica.

Na questo 3, 7 e 10 Competncia de rea 6 Apropriar-se de conhecimentos da fsica para, em situaes problema, interpretar, avaliar ou planejar intervenes cientfico-tecnolgicas.

H20 Caracterizar causas ou efeitos dos movimentos de partculas, substncias, objetos ou corpos celestes.

Nas questes 4,6 e 8

1. Em um ponto fixo do espao, o campo eltrico de uma radiao eletromagntica tem sempre a mesma direo e oscila no tempo, como mostra o grfico abaixo, que representa sua projeo E nessa direo fixa; E positivo ou negativo conforme o sentido do campo. Consultando a tabela acima, que fornece os valores tpicos de frequncia f para diferentes regies do espectro eletromagntico, e analisando o grfico de E em funo do tempo, possvel classificar essa radiao como a) infravermelha. b) visvel. c) ultravioleta. d) raio X. e) raio .

SOLUO:

RESPOSTA ( C )

2. Os motores eltricos so dispositivos com diversas aplicaes, dentre elas, destacam-se aquelas que proporcionam conforto e praticidade para as pessoas. inegvel a preferncia pelo uso de elevadores quando o objetivo o transporte de pessoas pelos andares de prdios elevados. Nesse caso, um dimensionamento preciso da potncia dos motores utilizados nos elevadores muito importante e deve levar em considerao fatores como economia de energia e segurana.

Considere que um elevador de 800 kg, quando lotado com oito pessoas ou 600 kg, precisa ser projetado. Para tanto, alguns parmetros devero ser dimensionados. O motor ser ligado rede eltrica que fornece 220 volts de tenso. O elevador deve subir 10 andares, em torno de 30 metros, a uma velocidade constante de 4 metros por segundo. Para fazer uma estimativa simples de potncia necessria e da corrente que deve ser fornecida ao motor do elevador para ele operar com lotao mxima, considere que a tenso seja contnua, que a acelerao da gravidade vale 10 m/s2 e que o atrito pode ser desprezado. Nesse caso, para um elevador lotado, a potncia mdia de sada do motor do elevador e a corrente eltrica mxima que passa no motor sero respectivamente de a) 24 kW e 109 A. b) 32 kW e 145 A. c) 56 kW e 255 A. d) 180 kW e 818 A. e) 240 kW e 1090 A.

SOLUO : Dados: M = 800 + 600 = 1.400 kg; g = 10 m/s2; U = 220 V; h = 30 m; v = 4 m/s. Como a velocidade constante, a fora de trao no cabo acoplado ao motor tem a mesma intensidade do peso total a ser transportado, correspondendo ao peso do elevador mais o peso das pessoas. F = P = M g F = (800 + 600) 10 F = 14.000 N. Calculando a potncia mecnica: Pot = F v Pot = 14.000 (4) = 56.000 W Pot = 56 kW.

Da potncia eltrica: Pot = U i i = =otP 56.000U 220

i = 255 A.

. RESPOSTA (C) 3. Certo estudante dispe de um voltmetro e de um ampermetro, ambos ideais, de um gerador eltrico (pilha), de resistncia interna 4,5, e de uma lmpada incandescente com as seguintes inscries nominais: 1,0W 9,0V. Para que esses dispositivos sejam associados corretamente, proporcionando lmpada o maior brilho possvel, sem queim-la, o esquema que dever ser utilizado o ilustrado na _________ e a fora eletromotriz do gerador dever ser ______.

As lacunas, do texto anterior, so corretamente preenchidas com as afirmaes a) FIGURA 1; 9,5V b) FIGURA 2; 9,5V c) FIGURA 3; 9,5V d) FIGURA 2; 9,0V e) FIGURA 3; 9,0V

RESPOSTA ( B )

4. O nibus espacial Atlantis foi lanado ao espao com cinco astronautas a bordo e uma cmera nova, que iria substituir uma outra danificada por um curto-circuito no telescpio Hubble. Depois de entrarem em rbita a 560 km de altura, os astronautas se aproximaram do Hubble. Dois astronautas saram da Atlantis e se dirigiram ao telescpio. Ao abrir a porta de acesso, um deles exclamou: Esse telescpio tem a massa grande, mas o peso pequeno.

Considerando o texto e as leis de Kepler, pode-se afirmar que a frase dita pelo astronauta a) se justifica porque o tamanho do telescpio determina a sua massa, enquanto seu

pequeno peso decorre da falta de ao da acelerao da gravidade. b) se justifica ao verificar que a inrcia do telescpio grande comparada dele prprio, e

que o peso do telescpio pequeno porque a atrao gravitacional criada por sua massa era pequena.

c) no se justifica, porque a avaliao da massa e do peso de objetos em rbita tem por base as leis de Kepler, que no se aplicam a satlites artificiais.

d) no se justifica, porque a fora-peso a fora exercida pela gravidade terrestre, neste caso, sobre o telescpio e a responsvel por manter o prprio telescpio em rbita.

e) no se justifica, pois a ao da fora-peso implica a ao de uma fora de reao contrria, que no existe naquele ambiente. A massa do telescpio poderia ser avaliada simplesmente pelo seu volume.

SOLUO : De fato, as leis de Kepler no justificam a afirmao do astronauta porque elas versam sobre forma da rbita, perodo da rbita e rea varrida na rbita. Essa afirmao explica-se pelo Princpio Fundamental da Dinmica, pois o que est em questo so a massa e o peso do telescpio. Como o astronauta e o telescpio esto em rbita, esto sujeitos apenas fora peso, e, consequentemente, mesma acelerao (centrpeta), que a da gravidade local, tendo peso APARENTE nulo. R = P m a = m g a = g. pelo mesmo motivo que os objetos flutuam dentro de uma nave. Em Fsica, diz-se nesse caso que os corpos esto em estado de imponderabilidade. Apenas para complementar: considerando R = 6.400 km o raio da Terra, altura h = 540 km, o raio da rbita do telescpio r = R + h = 6.400 + 540 = 6.940 km. De acordo com a lei de Newton da

gravitao, a intensidade do campo gravitacional num ponto da rbita g = g0

2Rr , sendo g0 = 10

m/s2. Assim, = =

226.400g 10 8,5 m/s .

6.940 Ou seja, o peso REAL do telescpio na rbita 85% do seu peso

na superfcie terrestre. RESPOSTA: (D) 5. Em uma experincia no laboratrio de eletricidade, um aluno verificou, no circuito abaixo, que a intensidade de corrente no resistor de 3 0,4A. Sabendo que a fem do gerador 4,5V, esse aluno pode, corretamente, afirmar que a resistncia interna desse gerador a) 0,5 b) 0,4 c) 0,3 d) 0,2 e) 0,1

RESPOSTA ( A ) 6. Casamento real foi acompanhado por 2 bilhes, estima governo britnico. Veja o trajeto do casamento real, por Londres, observando a escala no mapa.

8h e 10 min - William e Kate- prncipe e princesa de Cambridge- j esto na carruagem aberta, que ser puxada por seis cavalos. a mesma carruagem usada por Diana no casamento em 1981. uma State Landau de 1902. 8h e 11 min - Um pouco antes do previsto, o cortejo real entre a Abadia de Westminster e o Palcio de Buckingham tem incio. 8h e 26 min - A carruagem dos noivos chega ao Palcio de Buckingham. Sobre o trajeto da carruagem correto afirmar que: A) O espao percorrido igual ao mdulo do deslocamento. B) O mdulo da velocidade vetorial mdia menor que o valor da velocidade escalar mdia. C) A carruagem necessariamente no teve acelerao durante seu trajeto. D) O tempo gasto desde a sada da igreja at o palcio foi de 16 min. E) O espao percorrido menor que o mdulo do deslocamento.

SOLUO:

O espao percorrido (medida da linha tracejada) maior que o mdulo do deslocamento (distncia em linha reta do ponto de partida ao ponto de chegada) . Opes A e E so (Falsas) O valor da velocidade escalar mdia maior que o mdulo da velocidade vetorial mdia. Opo B (Verdadeira). Como o trajeto tem trechos curvos a carruagem tem acelerao centrpeta necessariamente. Opo C (Falsa) O tempo gasto desde a sada da igreja at o palcio foi de 15 min. Opo D (Falsa) RESPOSTA (B) 7. Na figura abaixo temos uma lmpada e um chuveiro com suas respectivas especificaes. Para que a lmpada consuma a mesma energia que o chuveiro consome num banho de 20 minutos, ela dever ficar acesa ininterruptamente, por aproximadamente

A) 53 h B) 113 h C) 107 h D) 38 h E) 34 h SOLUO:

RESPOSTA ( D )

8. O Brasil pode se transformar no primeiro pas das Amricas a entrar no seleto grupo das naes que dispem de trens-bala. O Ministrio dos Transportes prev o lanamento do edital de licitao internacional para a construo da ferrovia de alta velocidade Rio-So Paulo. A viagem ligar os 403 quilmetros entre a Central do Brasil, no Rio, e a Estao da Luz, no centro da capital paulista, em uma hora e 25 minutos.

Disponvel em: http://oglobo.globo.com. Acesso em: 14 jul. 2009. Devido alta velocidade, um dos problemas a ser enfrentado na escolha do trajeto que ser percorrido pelo trem o dimensionamento das curvas. Considerando-se que uma acelerao lateral confortvel para os passageiros e segura para o trem seja de 0,1 g, em que g a acelerao da gravidade (considerada igual a 10 m/s2), e que a velocidade do trem se mantenha constante em todo o percurso, seria correto prever que as curvas existentes no trajeto deveriam ter raio de curvatura mnimo de, aproximadamente, a) 80 m. b) 430 m. c) 800 m. d) 1.600 m. e) 6.400 m. SOLUO: Quanto se tem pela frente uma questo teste em que se deve chegar a um valor numrico, recomendvel dar uma olhadinha nos valores que esto nas opes. Se a diferena entre eles relativamente grande, pode-se usar e abusar dos arredondamentos, como ser feito nesse teste. Dados: S = 403 km 400 km = 4105 m; t = 85 min = 5,1103 s 5103 s.

A velocidade mdia (vm) do trem-bala :

= = =

5

m 3S 4 10

v 80 m/s.t 5 10

A acelerao lateral (centrpeta - ac) : = = = =2 2 2

cc

v v 80a r r 6.400 m.

r a 0,1(10) RESPOSTA: (E)

9. Os flashes eletrnicos so uma soluo simples e barata para o problema inerente fotografia. Sua nica finalidade emitir um curto lampejo de luz brilhante quando voc libera o obturador. Isso ilumina o ambiente pela frao de segundo em que o filme exposto.

Um flash de cmera padro uma tima demonstrao de como componentes eletrnicos bsicos podem trabalhar juntos em um circuito simples.

O circuito do flash armazena a carga em um capacitor de capacitncia de 6F quando fica ligado por um certo tempo a uma bateria de 12V da cmera como mostra o circuito.A carga armazenada pelo capacitor, em C, aproximadamente:

A) 0,5 B) 2,0 C) 6,0 D) 12,0 E) 72,0

SOLUO:

A carga armazenada pelo capacitor dada pela expresso:

Q = C.V -----> Q = 6 x 12 ------> Q = 72 C

RESPOSTA ( E )

10.Rua da Passagem Os automveis atrapalham o trnsito. Gentileza fundamental. No adianta esquentar a cabea. Menos peso do p no pedal. O trecho da msica, de Lenine e Arnaldo Antunes (1999), ilustra a preocupao com o trnsito nas cidades, motivo de uma campanha publicitria de uma seguradora brasileira. Considere dois automveis, A e B, respectivamente conduzidos por um motorista imprudente e por um motorista consciente e adepto da campanha citada. Ambos se encontram lado a lado no instante inicial t = 0 s, quando avistam um semforo amarelo (que indica ateno, parada obrigatria ao se tornar vermelho). O movimento de A e B pode ser analisado por meio do grfico, que representa a velocidade de cada automvel em funo do tempo.

As velocidades dos veculos variam com o tempo em dois intervalos: (I) entre os instantes 10s e 20s; (II) entre os instantes 30s e 40s. De acordo com o grfico, quais so os mdulos das taxas de variao da velocidade do veculo conduzido pelo motorista imprudente, em m/s2, nos intervalos (I) e (II), respectivamente? a) 1,0 e 3,0 b) 2,0 e 1,0 c) 2,0 e 1,5 d) 2,0 e 3,0 e) 10,0 e 30,0

SOLUO: Pelo grfico, percebe-se que o motorista imprudente o condutor do veculo A, que recebe aceleraes e desaceleraes mais bruscas.

De 10 s a 20 s: |a(I)| = 30 10 2020 10 10

=

|a(I)| = 2,0 m/s2.

De 30 s a 40 s: a(II) = 0 30 3040 30 10

=

a(II) = 3,0 m/s2.

RESPOSTA ( D )