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questões dO eNeM
1Questões do Enem
1 (2007)
1,240,94
Figura I
0,93
1,531,83
consumo de energia (em kWh)
I II III IV V
76,3899,35
Figura II
109,31
215,80
325,80
consumo de água (em L)
I II III IV V
Associação Brasileira de Defesa do Consumidor (com adaptações)
Asfigurasacimaapresentamdadosreferentesaosconsumosdeenergiaelétricaedeáguarelativosacincomáquinasindustriaisdelavarroupacomercializadas no Brasil. A máquina ideal, quanto a rendimentoeconômicoeambiental,éaquelaquegasta,simultaneamente,menosenergiaeágua.Combasenessasinformações,conclui-seque,noconjuntopesquisado:a) quantomaisumamáquinadelavarroupaeconomizaágua,maisela
consomeenergiaelétrica.b) aquantidadedeenergiaelétricaconsumidaporumamáquinade
lavar roupa é inversamente proporcional à quantidade de águaconsumidaporela.
c) amáquinaIéideal,deacordocomadefiniçãoapresentada.d) amáquinaquemenosconsomeenergiaelétricanãoéaqueconsome
menoságua.e) amáquinaquemaisconsomeenergiaelétricanãoéaqueconsome
maiságua.
2 (2008) A passagem de uma quantidade adequada de correnteelétricapelofilamentodeumalâmpadadeixa-o incandescente,produ-zindoluz.Ográficoabaixomostracomoaintensidadedaluzemitidapelalâmpada está distribuída no espectro eletromagnético, estendendo-sedesdearegiãodoultravioleta(UV)atéaregiãodoinfravermelho.
UV visível infravermelho(calor)
Inte
nsi
dad
e d
a ra
dia
ção
0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0Comprimento de onda (m)
Aeficiêncialuminosadeumalâmpadapodeserdefinidacomoarazãoentreaquantidadedeenergiaemitidanaformadeluzvisíveleaquan-tidadetotaldeenergiagastaparaoseufuncionamento.Admitindo-seque essas duas quantidades possam ser estimadas, respectivamente,pelaáreaabaixodapartedacurvacorrespondenteàfaixadeluzvisívelepelaáreaabaixodetodaacurva,aeficiêncialuminosadessalâmpadaseriadeaproximadamente:a) 10%. c) 25%. e) 75%.b) 15%. d) 50%.
3 (2002)Emusinashidrelétricas,aqueda-d’águamoveturbinasqueacionamgeradores.Emusinaseólicas,osgeradoressãoacionadosporhélicesmovidaspelovento.Naconversãodiretasolar-elétrica,sãocélulas fotovoltaicas que produzem tensão elétrica. Além de todosproduziremeletricidade,essesprocessostêmemcomumofatode:a) nãoprovocaremimpactoambiental.b) independeremdecondiçõesclimáticas.c) aenergiageradapoderserarmazenada.d) utilizaremfontesdeenergiarenováveis.e) dependeremdasreservasdecombustíveisfósseis.
4 (2002) O diagrama mostra a utilização das diferentes fontesdeenergianocenáriomundial.Emboraaproximadamenteumterçodetodaenergiaprimáriasejaorientadaàproduçãodeeletricidade,apenas10%dototalsãoobtidosemformadeenergiaelétricaútil.
ENER
GIA
PR
IMÁ
RIA
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
Calorperdido
naprodução
Energiaelétrica útil
Energiapara produçãode eletricidade
Apoucaeficiênciadoprocessodeproduçãodeeletricidadedeve-se,sobretudo,aofatodeasusinas:a) nucleares utilizarem processos de aquecimento, nos quais as
temperaturas atingem milhões de graus Celsius, favorecendoperdasporfissãonuclear.
b) termelétricas utilizarem processos de aquecimento a baixastemperaturas,apenasdaordemdecentenasdegrausCelsius,oqueimpedeaqueimatotaldoscombustíveisfósseis.
c) hidrelétricas terem o aproveitamento energético baixo, uma vezquepartedaáguaemquedanãoatingeaspásdasturbinasqueacionamosgeradoreselétricos.
d) nuclearesetermelétricasutilizaremprocessosdetransformaçãodecalor em trabalho útil, no qual as perdas de calor são semprebastanteelevadas.
e) termelétricasehidrelétricasseremcapazesdeutilizardiretamenteocalorobtidodocombustívelparaaqueceraágua,semperdaparaomeio.
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2 Questões do Enem
5 (1999) Uma estação distribuidora de energia elétrica foi atin-gidaporumraio.Estefatoprovocouescuridãoemumaextensaárea.Segundoestatísticas,ocorreemmédiaacada10anosumfatodessetipo.Combasenessainformação,pode-seafirmarque:a) aestaçãoestáemfuncionamentohánomáximo10anos.b) daquia10anosdeverácairoutroraionamesmaestação.c) seaestaçãojáexistehámaisde10anos,brevementedeverácair
outroraionamesma.d) aprobabilidadedeocorrênciadeumraionaestaçãoindependedo
seutempodeexistência.e) éimpossívelaestaçãoexistirhámaisde30anossemqueumraiojá
atenhaatingidoanteriormente.
6 (2001)Oconsumototaldeenergianasresidênciasbrasileirasenvolve diversas fontes, como eletricidade, gás de cozinha, lenha, etc.Ográficomostraaevoluçãodoconsumodeenergiaelétricaresidencial,comparadacomoconsumototaldeenergiaresidencial,de1970a1995.
Co
nsu
mo
de
ener
gia
(x
106
tep
)
1970 1975 1980 1985 1990 1995
50
40
30
20
10
0
* tep = toneladas equivalentes de petróleo
energia totalenergia elétrica
Fonte: valores calculados através dos dados obtidos de <http://infoener.iee.usp.br/1999>.
Verifica-sequeaparticipaçãopercentualdaenergiaelétricano totaldeenergiagastonasresidênciasbrasileirascresceuentre1970e1995,passando,aproximadamente,de:a) 10%para40%. d) 25%para35%.b) 10%para60%. e) 40%para80%.c) 20%para60%.
7 (1999)Deacordocomestediagrama,umadasmodalidadesdeproduçãodeenergiaelétricaenvolvecombustíveisfósseis.
Proveniente do Sol200 bilhões de MW
Eletricidade500 000 MW
Aquecimentodo solo
Usinas hidroelétricas100 000 MW
Usinas termoelétricas400 000 MW
Energia potencial (chuvas) Petróleo, gás e carvão
Evaporaçãoda água
Aquecimentodo ar
Absorção pelasplantas
Amodalidadedeprodução,ocombustíveleaescaladetempotípicaassociadaàformaçãodessecombustívelsão,respectivamente:a) hidroelétricas−chuvas−umdiab) hidroelétricas−aquecimentodosolo−ummêsc) termoelétricas−petróleo−200anosd) termoelétricas−aquecimentodosolo−1milhãodeanose) termoelétricas−petróleo−500milhõesdeanos
8 (1999)Lâmpadasincandescentessãonormalmenteprojetadaspara trabalhar com a tensão da rede elétrica em que serão ligadas.Em 1997, contudo, lâmpadas projetadas para funcionar com 127 Vforam retiradas do mercado e, em seu lugar, colocaram-se lâmpadasconcebidasparaumatensãode120V.Segundodadosrecentes,essasubstituição representouumamudançasignificativanoconsumodeenergia elétrica para cerca de 80 milhões de brasileiros que residemnasregiõesemqueatensãodaredeéde127V.A tabelaabaixoapresentaalgumascaracterísticasdeduas lâmpadasde60W,projetadasrespectivamentepara127V(antiga)e120V(nova),quandoambasencontram-seligadasnumaredede127V.
Lâmpada(projeto original)
Tensão da redeelétrica
Potência medida
(watt)
Luminosidademedida(lúmens)
Vida útil média(horas)
60W–127V 127V 60 750 1000
60W–120V 127V 65 920 452
Acenderumalâmpadade60We120Vemumlocalondeatensãonatomadaéde127V,comparativamenteaumalâmpadade60We127Vnomesmolocal,temcomoresultado:a) mesmapotência,maiorintensidadedeluzemaiordurabilidade.b) mesmapotência,maiorintensidadedeluzemenordurabilidade.c) maiorpotência,maiorintensidadedeluzemaiordurabilidade.d) maiorpotência,maiorintensidadedeluzemenordurabilidade.e) menorpotência,menorintensidadedeluzemenordurabilidade.
9 (2007)
Comoprojetodemochilailustradoacima,pretende-seaproveitar,nageraçãodeenergiaelétricaparaacionardispositivoseletrônicosportáteis,partedaenergiadesperdiçadanoatodecaminhar.Astransformaçõesdeenergiaenvolvidasnaproduçãodeeletricidadeenquantoumapessoacaminhacomessamochilapodemserassimesquematizadas:
MOVIMENTO DA MOCHILA
Energiapotencial
Energia I
Energia II
AsenergiasIeII,representadasnoesquemaacima,podemseridenti-ficadas,respectivamente,como:a) cinéticaeelétrica. d) sonoraetérmica.b) térmicaecinética. e) radianteeelétrica.c) térmicaeelétrica.
Rica
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TOÉ
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3Questões do Enem
10 (2002)Osnúmerosecifrasenvolvidos,quandolidamoscomdados sobre produção e consumo de energia em nosso país, sãosempremuitograndes.Apenasnosetorresidencial,emumúnicodia,oconsumodeenergiaelétricaédaordemde200milMWh.Paraavaliaresseconsumo,imagineumasituaçãoemqueoBrasilnãodispusessedehidrelétricasetivessededependersomentedetermoelétricas,ondecadakgdecarvão,aoserqueimado,permiteobterumaquantidadedeenergiadaordemde10kWh.Considerandoqueumcaminhãotransporta,emmédia,10toneladasdecarvão,aquantidadedecami-nhões de carvão necessária para abastecer as termoelétricas, a cadadia,seriadaordemde:a) 20. c) 1000. e) 10000.b) 200. d) 2000.
11 (1998)Nafiguraabaixoestáesquematizadoumtipodeusinautilizadanageraçãodeeletricidade.
Gerador
Torre de transmissãoTurbina
h
Água
Analisandooesquema,épossívelidentificarquesetratadeumausina:a) hidrelétrica,porqueaáguacorrentebaixaatemperaturadaturbina.b) hidrelétrica,porqueausinafazusodaenergiacinéticadaágua.c) termoelétrica,porquenomovimentodasturbinasocorreaque-
cimento.d) eólica,porqueaturbinaémovidapelomovimentodaágua.e) nuclear, porque a energia é obtida do núcleo das moléculas de
água.
12 (1998) No processo de obtenção de eletricidade, ocorremváriastransformaçõesdeenergia.Considereduasdelas:I.cinéticaemelétrica;II.potencialgravitacionalemcinética.Analisandooesquemadaquestãoanterior,épossível identificarqueelasseencontram,respectivamente,entre:a) I−aáguanonívelheaturbina,II−ogeradoreatorrededistribuição.b) I−aáguanonívelheaturbina,II−aturbinaeogerador.c) I−aturbinaeogerador,II−aturbinaeogerador.d) I−aturbinaeogerador,II−aáguanonívelheaturbina.e) I−ogeradoreatorrededistribuição,II−aáguanonívelheaturbina.
13 (2002)Entreasinúmerasrecomendaçõesdadasparaaeconomiadeenergiaelétricaemumaresidência,destacamosasseguintes:• Substitualâmpadasincandescentesporfluorescentescompactas.• Eviteusarochuveiroelétricocomachavenaposição"inverno"ou
"quente".• Acumuleumaquantidadederoupaparaserpassadaaferroelétrico
deumasóvez.• Eviteousodetomadasmúltiplasparaligarváriosaparelhossimul-
taneamente.• Utilize, na instalação elétrica, fios de diâmetros recomendados às
suasfinalidades.Acaracterísticacomumatodas essasrecomendaçõeséapropostadeeconomizarenergiaatravésdatentativade,nodiaadia,reduzir:a) apotênciadosaparelhosedispositivoselétricos.b) otempodeutilizaçãodosaparelhosedispositivos.c) oconsumodeenergiaelétricaconvertidaemenergiatérmica.d) oconsumodeenergiatérmicaconvertidaemenergiaelétrica.e) oconsumodeenergiaelétricaatravésdecorrentesdefuga.
14 (2001)Apadronizaçãoinsuficienteeaausênciadecontrolenafabricaçãopodemtambémresultaremperdassignificativasdeenergiaatravésdasparedesdageladeira.Essasperdas,emfunçãodaespessuradasparedes,parageladeirasecondiçõesdeusotípicas,sãoapresentadasnatabela.
Espessura das paredes (cm) Perda térmica mensal (kWh)
2 65
4 35
6 25
10 15
Considerando uma família típica, com consumo médio mensal de200kWh,aperdatérmicapelasparedesdeumageladeiracom4cmdeespessura, relativamente a outra de 10 cm, corresponde a umaporcentagemdoconsumototaldeeletricidadedaordemde:a) 30%. c) 10%. e) 1%.b) 20%. d) 5%.
15 (2005)Podemosestimaroconsumodeenergiaelétricadeumacasaconsiderandoasprincipaisfontesdesseconsumo.Pensenasituaçãoemqueapenasosaparelhosqueconstamdatabelaabaixo fossemutilizadosdiariamentedamesmaforma.Atabelaforneceapotênciaeotempoefetivodeusodiáriodecadaaparelhodoméstico.
Aparelho Potência (kW) Tempo de uso diário (horas)
Ar-condicionado 1,5 8
Chuveiroelétrico 3,3 1__3
Freezer 0,2 10
Geladeira 0,35 10
Lâmpadas 0,10 6
Supondoqueomêstenha30diasequeocustode1kWhédeRS|0,40,o consumo de energia elétrica mensal dessa casa é de aproxima-damente:a) RS|135. c) RS|190. e) RS|230.b) RS|165. d) RS|210.
16 (2006)Naavaliaçãodaeficiênciadeusinasquantoàproduçãoeaosimpactosambientais,utilizam-sevárioscritérios,taiscomo:razãoentreproduçãoefetivaanualdeenergiaelétricaepotênciainstaladaou razão entre potência instalada e área inundada pelo reservatório.Noquadroseguinte,essesparâmetrossãoaplicadosàsduasmaioreshidrelétricasdomundo:Itaipu,noBrasil,eTrêsGargantas,naChina.
Parâmetros Itaipu Três Gargantas
potênciainstalada 12600MW 18200MW
produçãoefetivadeenergiaelétrica
93bilhõesdekWh/ano
84bilhõesdekWh/ano
áreainundadapeloreservatório
1400km2 1000km2
Combasenessasinformações,avalieasafirmativasqueseguem. I. A energia elétrica gerada anualmente e a capacidade nominal
máximadegeraçãodahidrelétricadeItaipusãomaioresqueasdahidrelétricadeTrêsGargantas.
II. Itaipu é mais eficiente que Três Gargantas no uso da potênciainstaladanaproduçãodeenergiaelétrica.
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4 Questões do Enem
III. ArazãoentrepotênciainstaladaeáreainundadapeloreservatórioémaisfavorávelnahidrelétricaTrêsGargantasdoqueemItaipu.
Écorretoapenasoqueseafirmaem:a) I. d) IeIII.b) II. e) IIeIII.c) III.
17 (2001) A figura mostra o tubo de imagens dos aparelhos detelevisãousadoparaproduzirasimagenssobreatela.Oselétronsdofeixeemitidopelocanhãoeletrônicosãoaceleradosporumatensãode milhares de volts e passam por um espaço entre bobinas ondesãodefletidosporcamposmagnéticosvariáveis,deformaafazeremavarreduradatela.
Canhãoeletrônico
Bobinas paraa deflexãohorizontal
Bobinas para a deflexão vertical
Élétrons Tela
Nos manuais que acompanham os televisores é comum encontrar,entreoutras,asseguintesrecomendações:I. Nuncaabraogabineteoutoqueaspeçasnointeriordotelevisor.II. Não coloque seu televisor próximo de aparelhos domésticos com
motoreselétricosouímãs.
Estasrecomendaçõesestãoassociadas,respectivamente,aosaspectosde:
a) riscos pessoais por alta tensão/perturbação ou deformaçãodeimagemporcamposexternos.
b) proteçãodoscircuitoscontramanipulaçãoindevida/perturbaçãooudeformaçãodeimagemporcamposexternos.
c) riscos pessoais por alta tensão/sobrecarga dos circuitos internosporaçõesexternas.
d) proteçãodoscircuitoscontraamanipulaçãoindevida/sobrecargadaredeporfugadecorrente.
e) proteção dos circuitos contra manipulação indevida/sobrecargadoscircuitosinternosporaçãoexterna.
18 (2006) Não é nova a ideia de se extrair energia dos oceanosaproveitando-se a diferença das marés alta e baixa. Em 1967, osfranceses instalaram a primeira usina“maré-motriz”, construindo umabarragemequipadade24turbinas,aproveitando-seapotênciamáximainstaladade240MW,suficienteparaademandadeumacidadecom200milhabitantes.Aproximadamente10%dapotênciatotalinstaladasãodemandadospeloconsumoresidencial.Nessacidadefrancesa,aosdomingos,quandoparceladossetoresin-dustrialecomercialpara,ademandadiminui40%.Assim,aproduçãode energia correspondente à demanda aos domingos será atingidamantendo-se:
I. todasasturbinasemfuncionamento,com60%dacapacidademá-ximadeproduçãodecadaumadelas.
II. a metade das turbinas funcionando em capacidade máxima e orestante,com20%dacapacidademáxima.
III. quatorzeturbinasfuncionandoemcapacidademáxima,umacom40%dacapacidademáximaeasdemaisdesligadas.
Estácorretaasituaçãodescrita:a) apenasemI. d) apenasemIIeIII.b) apenasemII. e) emI,IIeIII.c) apenasemIeIII.
19 (2009)Épossível,com1litrodegasolina,usandotodoocalorproduzido por sua combustão direta, aquecer 200 litros de água de20°Ca55°C.Pode-seefetuaressemesmoaquecimentoporumgeradorde eletricidade, que consome 1 litro de gasolina por hora e fornece110Vaumresistorde11Ω,imersonaágua,duranteumcertointervalodetempo.Todoocalorliberadopeloresistorétransferidoàágua.Considerandoqueocalorespecíficodaáguaéiguala4,19Jg–1°C–1,aproximadamentequalaquantidadedegasolinaconsumidaparaoaquecimento de água obtido pelo gerador, quando comparado aoobtidoapartirdacombustão?
a) Aquantidadedegasolinaconsumidaéigualparaosdoiscasos.b) Aquantidadedegasolinaconsumidapelogeradoréduasvezesmaior
queaconsumidanacombustão.c) A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é duas vezes
menorqueaconsumidanacombustão.d) Aquantidadedegasolinaconsumidapelogeradorésetevezesmaior
queaconsumidanacombustão.e) A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é sete vezes
menorqueaconsumidanacombustão.
20 (2009)Aeficiênciadeumprocessodeconversãodeenergiaédefi-nidacomoarazãoentreaproduçãodeenergiaoutrabalhoútileototaldeentradadeenergianoprocesso.Afiguramostraumprocessocomdiversasetapas.Nessecaso,aeficiênciageralseráigualaoprodutodaseficiênciasdasetapas individuais.Aentradadeenergiaquenãosetransformaemtrabalhoútiléperdidasobformasnãoutilizáveis(comoresíduosdecalor).
Usina de forçaE1 0,35
Linhas de transmissão
E2 0,90
Eficiência geralda conversão de
energia química em energia luminosa
E1 E2 E3 0,35 0,90 0,05 0,016
LuzE3 0,05
Eficiênciageral
1,6%
HINRICHS, R. A; KLEINBACH, M. Energia e meio ambiente. São Paulo: Pioneira Thomson Learning, 2003 (adaptado).
Aumentaraeficiênciadosprocessosdeconversãodeenergiaimplicaeconomizarrecursosecombustíveis.Daspropostasseguintes,qualresultaráemmaioraumentodaeficiênciageraldoprocesso?a) Aumentaraquantidadedecombustívelparaqueimanausinade
força.b) Utilizarlâmpadasincandescentes,quegerampoucocaloremuita
luminosidade.c) Manteromenornúmeropossíveldeaparelhoselétricosemfuncio-
namentonasmoradias.d) Utilizarcaboscommenordiâmetronaslinhasdetransmissãoafim
deeconomizaromaterialcondutor.e) Utilizar materiais com melhores propriedades condutoras nas li-
nhasdetransmissãoelâmpadasfluorescentesnasmoradias.
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5Questões do Enem
21 (2009) A instalação elétrica de uma casa envolve várias etapas,desdeaalocaçãodosdispositivos,instrumentoseaparelhoselétricos,atéaescolhadosmateriaisqueacompõem,passandopelodimensionamentodapotênciarequerida,dafiaçãonecessária,doseletrodutos*,entreoutras.Paracadaaparelhoelétricoexisteumvalordepotênciaassociado.Valorestípicosdepotênciasparaalgunsaparelhoselétricossãoapresentadosnoquadroseguinte.
Aparelhos Potência (W)Aparelhodesom 120
Chuveiroelétrico 3000
Ferroelétrico 500
Televisor 200
Geladeira 200
Rádio 50
Aescolhadas lâmpadaséessencialparaobtençãodeumaboa ilumi-nação.Apotênciadalâmpadadeveráestardeacordocomotamanhodocômodoaseriluminado.Oquadroaseguirmostraarelaçãoentreasáreasdoscômodos(emm2)easpotênciasdaslâmpadas(emW),efoiutilizadocomoreferênciaparaoprimeiropavimentodeumaresidência.
Área do cômodo (m2)
Potência da lâmpada (W)Sala/copa/
cozinhaQuarto, varanda e
corredorBanheiro
Até6,0 60 60 60
6,0a7,5 100 100 60
7,5a10,5 100 100 100
Chuveiro elétrico
Geladeira
Lâmpada
LâmpadaLâmpada
Televisor
RádioAparelho de som
Lâmpada
3 m
1,5 m
2,1 m
2,8 m
Ferro elétrico
3 m
Obs.:Paraefeitosdoscálculosdasáreas,asparedessãodesconsideradas.Considerando a planta baixa fornecida, com todos os aparelhos emfuncionamento,apotênciatotal,emwatts,seráde:a) 4070. c) 4320. e) 4470.b) 4270. d) 4390.
*Eletrodutossãocondutosporondepassaafiaçãodeumainstalaçãoelétrica,com
afinalidadedeprotegê-la.
22 (2009)Ananotecnologiaestáligadaàmanipulaçãodamatériaemescalananométrica,ouseja,umaescalatãopequenaquantoadeumbilionésimodometro.Quandoaplicadaàsciênciasdavida,recebeonome de nanobiotecnologia. No fantástico mundoda nanobiotec-nologia, será possível a invenção de dispositivos ultrapequenos que,usandoconhecimentosdabiologiaedaengenharia,permitirãoexami-nar,manipularouimitarossistemasbiológicos.
LACAVA, Z.; MORAIS, P. Nanobiotecnologia e saúde. Com Ciência. Reportagens. Nanociência & Nanotecnologia.
Disponível em: <http://www.comciencia.br/reportagens/nanotecnologia/nano15.htm>.
Acesso em: 4 maio 2009.Como exemplo da utilização dessa tecnologia na medicina, pode-secitarautilizaçãodenanopartículasmagnéticas(nanoímãs)emterapias
contra o câncer. Considerando-se que o campo magnético não agediretamente sobre os tecidos, o uso dessa tecnologia em relação àsterapiasconvencionaisé:a) deeficáciaduvidosa,jáquenãoépossívelmanipularnanopartículas
paraseremusadasnamedicinacomatecnologiaatual.b) vantajoso, uma vez que o campo magnético gerado por essas
partículas apresenta propriedades terapêuticas associadas aodesaparecimentodocâncer.
c) desvantajoso,devidoàradioatividadegeradapelamovimentaçãodepartículasmagnéticas,oque,emorganismosvivos,poderiacau-saroaparecimentodetumores.
d) desvantajoso, porque o magnetismo está associado ao apareci-mentodealgunstiposdecâncernoorganismofemininocomo,porexemplo,ocâncerdemamaeodecolodeútero.
e) vantajoso,pois,seosnanoímãsforemligadosadrogasquimioterá-picas,permitemqueestassejamfixadasdiretamenteemumtumorpormeiodeumcampomagnéticoexterno,diminuindo-seachancedequeáreassaudáveissejamafetadas.
23 (2009)“Quatro, três, dois, um... Vá!”Orelógiomarcava9h32min(4h32minemBrasília)nasaladecomandodaOrganizaçãoEuropeiadePesquisaNuclear(CERN),nafronteiradaSuíçacomaFrança,quandoonarradoranunciouosurgimentodeumflash branconosdoistelões.Erasinaldequeoexperimentocientíficomaiscaroemaiscomplexoda humanidade tinha dado seus primeiros passos rumo à simulaçãodo Big Bang, a grande explosão que originou o universo. A plateia,formadapor jornalistasecientistas,comemoroucomaplausosassimqueoprimeirofeixedeprótonsfoiinjetadonointeriordoGrandeColisorde Hadrons (LHC − Large Hadrons Collider), um túnel de 27 km decircunferênciaconstruídoa100mdeprofundidade.Duashorasdepois,osegundofeixefoilançado,emsentidocontrário.Osfeixesvãoatingirvelocidadepróximaàda luze,então,colidirãoumcomooutro.Essacolisãopoderáajudaradecifrarmistériosdouniverso.
CRAVEIRO, R. “Máquina do Big Bang” é ligada. Correio Braziliense, Brasília, 11 set. 2008, p. 34 (com adaptações).
Segundootexto,oexperimentonoLHCfornecerádadosquepossibilita-rãodecifrarosmistériosdouniverso.Paraanalisaressesdadosprovenien-tesdascolisõesnoLHC,ospesquisadoresutilizarãoosprincípiosdetrans-formaçãodaenergia.Sabendodessesprincípios,pode-seafirmarque:a) ascolisõespodemserelásticasouinelásticase,emambososcasos,
aenergiacinéticatotalsedissipanacolisão.b) aenergiadosaceleradoreséprovenientedaenergia liberadanas
reaçõesquímicasnofeixeinjetadonointeriordoGrandeColisor.c) o feixe de partículas adquire energia cinética proveniente das
transformaçõesdeenergiaocorridasnainteraçãodofeixecomosaceleradores.
d) osaceleradoresproduzemcamposmagnéticosquenãointeragemcomofeixe,jáqueaenergiapreponderantedaspartículasnofeixeéaenergiapotencial.
e) avelocidadedaspartículasdofeixeéirrelevantenosprocessosdetransferênciadeenergianascolisões,sendoamassadaspartículasofatorpreponderante.
24 (2009)Olixoradioativoounuclearéresultadodamanipulaçãodemateriaisradioativos,utilizadoshojenaagricultura,naindústria,namedicina,empesquisascientíficas,naproduçãodeenergiaetc.Embo-raaradioatividadesereduzacomotempo,oprocessodedecaimentoradioativodealgunsmateriaispodelevarmilhõesdeanos.Porisso,existeanecessidadedesefazerumdescarteadequadoecontro-ladoderesíduosdessanatureza.Ataxadedecaimentoradioativoéme-didaemtermosdeumtempocaracterístico,chamadomeia-vida,queéotemponecessárioparaqueumaamostrapercametadedesuaradioativi-dadeoriginal.Ográficoseguinterepresentaataxadedecaimentoradio-ativodorádio-226,elementoquímicopertencenteàfamíliadosmetaisalcalinosterrososequefoiutilizadodurantemuitotemponamedicina.
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6 Questões do Enem
1620 3 240 4 860 Anos
1 kg
kg12
kg14
kg18
Asinformaçõesfornecidasmostramque:a) quantomaioréameia-vidadeumasubstância,maisrápidoelase
desintegra.b) apenas1/8deumaamostraderádio-226terádecaídoaofinalde
4860anos.c) metadedaquantidadeoriginalderádio-226,aofinalde3240anos,
aindaestarápordecair.d) restará menos de 1% de rádio-226 em qualquer amostra dessa
substânciaapósdecorridas3meias-vidas.e) a amostra de rádio-226 diminui a sua quantidade pela metade a
cadaintervalode1620anosdevidoàdesintegraçãoradioativa.
25 (2009) Os motores elétricos são dispositivos com diversasaplicações,dentreelas,destacam-seaquelasqueproporcionamconfortoepraticidadeparaaspessoas.Éinegávelapreferênciapelousodeeleva-doresquandooobjetivoéo transportedepessoaspelosandaresdeprédioselevados.Nessecaso,umdimensionamentoprecisodapotênciadosmotoresutilizadosnoselevadoresémuitoimportanteedevelevaremconsideraçãofatorescomoeconomiadeenergiaesegurança.Considerequeumelevadorde800kg,quandolotadocomoitopes-soasou600kg,precisaserprojetado.Para tanto,algunsparâmetrosdeverãoserdimensionados.Omotorserá ligadoàredeelétricaquefornece 220 volts de tensão. O elevador deve subir 10 andares, emtornode30metros,aumavelocidadeconstantede4metrosporse-gundo.Parafazerumaestimativasimplesdepotêncianecessáriaedacorrentequedeveserfornecidaaomotordoelevadorparaeleoperarcomlotaçãomáxima,considerequeatensãosejacontínua,queaace-leraçãodagravidadevale10m/s2equeoatritopodeserdesprezado.Nesse caso, para um elevador lotado, a potência média de saída domotordoelevadoreacorrenteelétricamáximaquepassanomotorserãorespectivamentede:a) 24kWe109A. d) 180kWe818A.b) 32kWe145A. e) 240kWe1090A.c) 56kWe255A.
26 (2002)Nacomparaçãoentrediferentesprocessosdegeraçãodeenergia,devemserconsideradosaspectoseconômicos,sociaiseambientais.Umfatoreconomicamenterelevantenessacomparaçãoéaeficiênciadoprocesso.Eisumexemplo:autilizaçãodogásnaturalcomofontedeaque-cimentopodeserfeitapelasimplesqueimanumfogão(usodireto),oupelaproduçãodeeletricidadeemumatermoelétricaeusodeaquecimentoelétrico(usoindireto).Osrendimentoscorrespondentesacadaetapadedoisdessesprocessosestãoindicadosentreparêntesesnoesquema.
P1(uso direto)
P2(uso indireto)
GásDistribuição por
gasoduto (0,95)Fornalha de gás
(0,70)Calor liberado
Gás liberadoTermoelétrica
(0,40)Distribuição
elétrica (0,90)Aquecedor elétrico
(0,95)Calor
Nacomparaçãodaseficiências,emtermosglobais,entreessesdoisprocessos(diretoeindireto),verifica-seque:a) amenoreficiênciadeP2deve-se,sobretudo,aobaixorendimentodatermoelétrica.b) amenoreficiênciadeP2deve-se,sobretudo,aobaixorendimentonadistribuição.c) amaioreficiênciadeP2deve-seaoaltorendimentodoaquecedorelétrico.d) amenoreficiênciadeP1deve-se,sobretudo,aobaixorendimentodafornalha.e) amenoreficiênciadeP1deve-se,sobretudo,aoaltorendimentodesuadistribuição.
27 (2009)Omanualdeinstruçõesdeumaparelhodear-condicionadoapresentaaseguintetabela,comdadostécnicosparadiversosmodelos:
Capacidade de refrigeraçãokW/(BTU/h)
Potência(W)
Corrente elétrica – ciclo frio
(A)
Eficiência energética COP (W/W)
Vazão de ar (m3/h) Frequência (Hz)
3,52/(12000) 1193 5,8 2,95 550 605,42/(18000) 1790 8,7 2,95 800 605,42/(18000) 1790 8,7 2,95 800 606,45/(22000) 2188 10,2 2,95 960 606,45/(22000) 2188 10,2 2,95 960 60
Disponível em: <http://www.institucional.brastemp.com.br>.Acesso em: 13 jul. 2009 (adaptado).
Considere-sequeumauditóriopossuacapacidadepara40pessoas,cadaumaproduzindoumaquantidademédiadecalor,equepraticamentetodoocalorquefluiparaforadoauditórioofazpormeiodosaparelhosdear-condicionado.Nessasituação,entreasinformaçõeslistadas,aquelasessenciaisparasedeterminarquantose/ouquaisaparelhosdear-condicionadosãoprecisosparamanter,comlotaçãomáxima,atemperaturainternadoauditórioagradáveleconstante,bemcomodeterminaraespessuradafiaçãodocircuitoelétricoparaaligaçãodessesaparelhos,sãoa) vazãodearepotência.b) vazãodearecorrenteelétrica−ciclofrio.c) eficiênciaenergéticaepotência.d) capacidadederefrigeraçãoefrequência.e) capacidadederefrigeraçãoecorrenteelétrica−ciclofrio.
Setu
p
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7Questões do Enem
28 (2009)Considereaaçãodeseligarumabombahidráulicaelétricaparacaptaráguadeumpoçoearmazená-laemumacaixa-d’águalocalizadaalgunsmetrosacimadosolo.Asetapasseguidaspelaenergiaentreausinahidroelétricaearesidênciadousuáriopodemserdivididasdaseguinteforma:
I. nausina:águafluidarepresaatéaturbina,queacionaogeradorparaproduzirenergiaelétrica;II. natransmissão:nocaminhoentreausinaearesidênciadousuárioaenergiaelétricafluiporcondutoreselétricos;
III. naresidência:aenergiaelétricaacionaummotorcujoeixoestáacopladoaodeumabombahidráulicae,aogirar,cumpreatarefadetransferiráguadopoçoparaacaixa.
AsetapasI,IIeIIIacimamostram,deformaresumidaesimplificada,acadeiadetransformaçõesdeenergiaqueseprocessamdesdeafontedeenergiaprimáriaatéoseuusofinal.Aopçãoquedetalhaoqueocorreemcadaetapaé:a) NaetapaI,energiapotencialgravitacionaldaáguaarmazenadanarepresatransforma-seemenergiapotencialdaáguaemmovimentona
tubulação,aqual,lançadanaturbina,causaarotaçãodoeixodogeradorelétricoeacorrespondenteenergiacinéticadálugaraosurgimentodecorrenteelétrica.
b) NaetapaI,partedocalorgeradonausinasetransformaemenergiapotencialnatubulação,noeixodaturbinaedentrodogerador;etambémporefeitoJoulenocircuitointernodogerador.
c) NaetapaII,elétronsmovem-senoscondutoresqueformamocircuitoentreogeradorearesidência;nessaetapa,partedaenergiaelétricatransforma-seemenergiatérmicaporefeitoJoulenoscondutoresepartesetransformaemenergiapotencialgravitacional.
d) NaetapaIII,acorrenteelétricaéconvertidaemenergiatérmica,necessáriaaoacionamentodoeixodabombahidráulica,quefazaconversãoemenergiacinéticaaofazeraáguafluirdopoçoatéacaixa,comganhodeenergiapotencialgravitacionalpelaágua.
e) NaetapaIII,partedaenergiasetransformaemcalordevidoaforçasdissipativas(atrito)natubulação;etambémporefeitoJoulenocircuitointernodomotor;outraparteétransformadaemenergiacinéticadaáguanatubulaçãoepotencialgravitacionaldaáguanacaixa-d’água.
29 (2009)Umaestudantequeingressounauniversidadee,pelaprimeiravez,estámorandolongedasuafamília,recebeasuaprimeiracontadeluz:
Medidor Consumo Leitura Cód. Emissão Id. bancária Município
Número7131312
Consumidor951672
Leitura7295
kWh260
Dia31
Mês03
21 1/4/2009Banco
222Agência
999-7S.Josédas
Moças
Consumo dos últimos 12 meses em kWh Descrição
253Mar./08247Abr./08255Maio/08
278Jun./08280Jul./08275Ago./08
272Set./08270Out./08260Nov./08
265Dez./08266Jan./09268Fev./09
FornecimentoICMS
Base de cálculo ICMS Alíquota Valor Total
RS|130,00 25% RS|32,50 RS|162,50
Seessaestudantecomprarumsecadordecabelosqueconsome1000Wdepotênciaeconsiderandoqueelaesuas3amigasutilizemesseapare-lhopor15minutoscadaumadurante20diasnomês,oacréscimoemreaisnasuacontamensalseráde:a) RS|10,00. b) RS|12,50. c) RS|13,00. d) RS|13,50. e) RS|14,00.
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8 Exercícios Complementares
1 (Fuvest-SP)Trêsesferasdeisopor—M,NeP —estãosuspensasporfios isolantes.QuandoseaproximaNdeP,nota-seumarepulsãoentreessasesferas;quandoseaproximaNdeM,nota-seumaatração.Daspossibilidadesapontadasnatabelaaseguir,quaissãocompatíveiscomasobservações?
PossibilidadesCargas
M N P
1ª + + –
2ª – – +
3ª 0 – 0
4ª – + +
5ª + – –
2 (UFRN)Umanuvemeletricamentecarregadainduzcargasnaregiãoimediatamenteaseguirdela,eessaregião,porsuavez,tambémseeletriza.Afiguraquemaisbemrepresentaadistribuiçãodecargasnointeriordanuvemenaregiãoimediatamenteabaixodessaé:
+ + + + + + + + + + + + + + + + +
– – – –––––
––
–
––––––––
––
––
– – – – – – – – – – – – – – –
+++++++++++++++++
+ + + +++++
++
+
++++++++
++
++
–––––––––––––––
+ + + + + + + + + + + + + + + + +
+ + + +++++
++
+
++++++++
++
++
– – – – – – – – – – – – – – –
+++++++++++++++++
– + – +–+–+
–+
–
–+–+–+–+
–+
–+
–––––––––––––––
a)
c)
b)
d)
3 (U. Uberaba-MG) Duas esferas metálicas muito leves estãopenduradasporfiosisolantes,emambienteseco,conformeafigura.
+++
Umabarrametálica,positivamentecarregada,éencostadanumadasesferasedepoisafastada.Apósoafastamentodabarra,qualdeveserasituaçãodasesferas,sabendo-sequeacargainicialdelasénula?
a)
+ + + ++ ++
++ +
d)
b)
– – – –– ––
–– –
e)
– – + ++ ++
–– –
c)
+ + – –– ––
++ +
4 (UFPR)Duasesferas comcarga Qestão fixas e separadas porumadistânciax.Acimadelas,écolocadaumaterceiraesferademassamecargaq,demodoque,noequilíbrio,elasficamdispostasconformemostradonafiguraaseguir.Asduasesferasinferiorespossuemcargasiguaisa4⋅10–8Ccadauma,enquantoaesferasuperiorpossuicargaigual a 2,5 ⋅ 10–6 C. Sabendo que o ângulo θ é igual a 60°, calcule adistânciaxentreasesferas inferioresparaessaconfiguraçãodastrêscargas.(Dado:g=10m/s2;k=9⋅109N⋅m2/C2ecos30°=0,87)
Q Q
q
30° 30°
θ
x
5 (PUC-SP)EmcertaregiãodaTerra,nasproximidadesdasuperfí-cie,aaceleraçãodagravidadevale9,8m/s2,eocampoeletrostáticodoplaneta(quepossuicarganegativanaregião)vale100N/C.Determine o sinal e o valor da carga elétrica que uma bolinha degude,demassa50g,deveriaterparapermaneceremrepousoaci-madosolo.Considereocampoelétricopraticamenteuniformenolocaledesprezequalquerforçaatuandosobreabolinha.
6 Umaesferametálicademassam=1,0⋅10–4kg,carregadapo-sitivamentecomumacargaq=3,0⋅10–5C,épresaaumfioisolantedecomprimentoldemassadesprezível.Umcampoelétricounifor-me e constante Eé aplicado ho-rizontalmente,conformeafigura,em toda a região do pêndulo.(Dado:g=10m/s2,sen30°=0,50ecos30°=0,87)Calculea intensidadedocampoelétrico,sabendo-sequeaesfe-rapermaneceparadanaposiçãoindicada.
30°l
+q m
E
exercíciOs cOMpleMeNtares
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9Exercícios Complementares
7 (Udesc)Ográficoaseguirrepresentaavariaçãodaenergiapo-tencialdeumacargaelétricade10−6C,novácuo,submetidaapenasàaçãodeumcampoelétricouniformeeparaleloaoeixox.Emx=0,0cm,aenergiacinéticadacargaénula.
0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,400
0,0002
0,0004
0,0006
0,0008
0,001
0,0012
0,0014
Epot. (J)
x (cm)
a) Determineopotencialelétricoemx=0,6cm.b) Determineotrabalhorealizadoparalevaracargadex=0,2cmaté
x=0,8cm.
8 (U.F.OuroPreto-MG,adaptada)Abasedeumanuvemdetempesta-de,eletricamentecarregada,situa-sea500mdosolo.Oarsemantémisolanteatéqueocampoelétricoentreanuvemeosoloatinjaovalorde5⋅106N/C.Calculeadiferençadepotencialentreabasedanuvemeosolo.
9 (Unifra-RS)UmcapacitorplanopossuicapacidadeelétricaC=100µF,áreadasarmadurasA=100cm2,eoespaçoentreasplacasépreenchidoporumisolantedeconstantedielétricak=5.Qualéapro-ximadamenteaintensidadedocampoelétriconointeriordodielétrico(isolante)quandoaddpentreasplacasforiguala50V?(Usarε0=8,8·10–12F/m)a) 1,1N/Cb) 3,1N/Cc) 1,1·102N/Cd) 3,1·104N/Ce) 1,1·107N/C
10 (Furg-RS)TrêscapacitoresdecapacitânciaC1=20µF,C2=40µFeC3=40µFestãoassociadosemsérie.Estaassociaçãoéligadaaumafontedefemε,conformefigura.Sabendo-sequeacargaemumadasplacasdocapacitorC1éq=30µC,afemεtemovalorde:
C2C1 C3
ε
q
a) 24V b) 12V c) 6,0V d) 4,5V e) 3,0V
11 (UFMT)Nafiguraaseguir,émostradaumaassociaçãodedoiscapacitoresemparalelo.
C2
C1
A B
Adiferençadepotencialelétricoentre Ae Bé100V,e C1vale2µF.Considerandoqueaenergiapotencialelétricatotaldoconjuntodeca-pacitoresé3·10–2J,calculeovalordeC2emµF.
12 (ITA-SP)Trêsesferascondutoras,deraioaecargaQ,ocupamosvérticesdeumtriânguloequiláterodeladob>>>a,conformemostraafigura1.Considereasfiguras2,3e4,emque,respectivamente,cadaumadasesferasseligaedesligadaTerra,umadecadavez.Determine,nassituações2,3e4,acargadasesferasQ1,Q2eQ3,respectivamente,emfunçãodea,beQ.
Q Q
Q Q3
Q Q QQ1
Q1 Q2 Q1 Q2
Figura 1 Figura 2
Figura 3 Figura 4
13 (UFRS)Quandoumadiferençadepotencialéaplicadaaosex-tremosdeumfiometálico,deformacilíndrica,umacorrenteelétricaipercorreessefio.Amesmadiferençadepotencialéaplicadaaosextre-mosdeoutrofio,domesmomaterial,comomesmocomprimento,mascomodobrododiâmetro.Supondoosdoisfiosàmesmatemperatura,qualseráacorrenteelétricanosegundofio?
a) i b) 2i c) i__2
d) 4i e) i__4
14 (UFF-RJ)Umdoshábitosdehigienequeproporcionaumavidasaudáveléobanhodiário.Napossibilidadedeseutilizarumchuvei-roelétrico,essehábitopode-setornardesagradávelquando,nosdiasfrios,aáguaépoucoaquecida.Paramelhoraroaquecimentosemalte-rarofluxodeáguaeaposiçãodachaveseletora,umapessoaretira1__
6
docomprimentodoresistor.Considerandoqueatensãonosterminaisdochuveirosemantémconstan-te,écorretoafirmarquearazãoentreaspotênciasanteseapósareduçãodocomprimentodoresistoré:
a) 6__1
c) 1__6
e) 5__6
b) 6__5
d) 1__1
15 (UFRN)Afiguraaseguirmostraaplacadeespecificaçõesdeumamáquinadelavarroupas.Nessaplaca,estãoidentificadastrêsgrandezasfísicascaracterísticasdoequipamento.
LAVADORA
LimpabemModelo 2008
120 V 220 V60 Hz660 W
Essasgrandezassão,respectivamente:a) voltagem,frequênciaepotência.b) corrente,frequênciaepotência.c) voltagem,períodoecorrente.d) corrente,períodoevoltagem.
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10 Exercícios Complementares
16 (U. F. Santa Maria-RS) Um pedaço de fio cuja área de secçãotransversaléA1apresentaodobrodaresistênciaelétricadeoutrocujaáreadesecçãotransversaléA2.Sabendoquearesistividadedoprimei-ro é dez vezes a resistividade do segundo, indique a alternativa que
apresentaacorretarelaçãoA1__A2
paraummesmocomprimentodefio.
a) 1__10
b) 1__5
c) 1 d) 5 e) 10
17 (UFGO) Uma lâmpada fluorescente compacta (LFC) consome75%menosenergiaqueumalâmpadaincandescente.Ofusíveldepro-teçãodeumaresidênciapermiteomáximodeseislâmpadasincandes-centede100Wligadasemparalelo.Umcidadão,preocupadocomoconsumodeenergia,resolvetrocarseislâmpadasincandescentesporseisLFCs.Nessascondições,qualocomportamentodacorrentetotaldocircuitoequalonúmeromáximodeFLCsqueofusívelsuporta?a) Reduza25%e24.b) Reduza75%e18.c) Aumentade75%e12.d) Aumentade25%e6.e) Aumentade400%e24.
18 (UFAC)Umaquecedorelétricotemumaresistênciaelétricade60Ω.Qualaquantidadeaproximadadeenergiadissipadaemformadecalorpelaresistênciaquandopercorridaporumacorrenteelétricade20,0A,durante20minutos?(Dado:1cal=4,2J)a) 4,05⋅105cal d) 8,22⋅106calb) 5,02⋅105cal e) 1,14⋅105calc) 6,86⋅106cal
19 (UFMA)Nocircuitoaseguir,osvaloresdeR2ei2são,respec-tivamente:
i1 = 10 A
i = 30 A
i2 = ?
40 V
R2 = ?
a) 20Ω;20A d) 10Ω;10Ab) 20Ω;10A e) 30Ω;20Ac) 10Ω;20A
20 (Unirio)Afigurarepresentaumtrechodeumcircuitopercorri-doporumacorrentecomintensidadede4,0A.
A
2 Ω8 V
i = 4 A
3 V 2 V 3 V3 Ω 0,5 Ω 0,5 Ω 0,5 Ω 0,5 Ω
B C
Determine:a) adiferençadepotencialentreospontosAeB,ouseja,(VA–VB);b) adiferençadepotencialentreospontosCeB,ouseja,(VC–VB).
21 (UEMS)Aassociaçãodeváriosaparelhoseletrodomésticosemumamesmatomadaéumadascausasdeacidentesdomésticos.Repre-sentandocadaaparelhocomoumresistorderesistênciaR,oscircuitoselétricosIeIIdãoideiadoqueacontecequandoquatroetrêseletro-domésticos,respectivamente,sãoligadosemumamesmatomada.
R
R
R
A B
RI
R
RA B
RII
ConsiderandoqueatensãoentreosterminaisAeBdecadacircuitoseja3VequeR=1Ω,ascorrenteselétricasquepassampeloscircuitosIeIIvalem,respectivamente:a) 4Ae3Ab) 8Ae6Ac) 12Ae9Ad) 9Ae12Ae) 6Ae8A
22 (U.E.Londrina-PR)OcircuitoesquematizadoéconstituídoporumgeradorG,defemε,resistênciainternar,umresistorderesistênciaR=10Ω,umvoltímetroidealVeumachaveinterruptoraCh.
V
G
R Ch
Comachaveaberta,ovoltímetroindica6,0V.Fechando-seachave,ovoltímetroindica5,0V.Nessascondições,aresistênciainternardoge-rador,emohms,vale:a) 2,0b) 4,0c) 5,0d) 6,0e) 10
23 (Cesgranrio)Noesquemaaseguir,todososresistoressãoidên-ticosevalem30,0Ω,eaforçaeletromotrizdogeradoridealé36,0V.
R1R2 R3
ε
AdiferençadepotencialaqueosresistoresR1,R2eR3estãosubmetidosé,respectivamente,emV:a) 24,0–12,0–12,0 d) 24,0–6,00–6,00b) 12,0–12,0–12,0 e) 24,0–6,00–12,0c) 12,0–24,0–24,0
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11Exercícios Complementares
24 (UPE)Considere,nocircuitoelétricoaseguir,ogeradortendoumafemde10Veresistênciainternade1Ω.
R
A DE
CB1,5 V 5 V
5 V
5 V
1 V
5 V
10 V
Julgue(VouF)cadaafirmaçãoaseguir: I. Acorrenteelétricaquecirculapelogeradoréde2A. II. Apotênciadissipadanoresistorde1,5Ωvale1,33W. III. Addpnosterminaisdogeradorvale6V. IV. Orendimentodogeradoréde80%. V. Aresistênciaequivalenteligadaaosterminaisdogeradorvale4Ω.
25 (UFPE)Ocircuitoaseguirconsistedeumabateria,trêsresistoresiguaiseoamperímetroA.Cadaresistordoramoacbdocircuitodissipa1,0Wquandoacorrenteindicadapeloamperímetroéiguala0,6A.De-termineadiferençadepotencialentreospontosaeb,emvolts.
A
R R
Rb
c
a
26 (UFPI)Nocircuitoaseguir,achaveSestáinicialmenteabertaeocapacitorC,descarregado.Emseguida,achaveSéfechada.Considere a corrente quepassapelocircuitoemdoisinstantesdetempodiferen-tes: imediatamenteapósachaveserfechadaemuitodepoisdeachaveserfecha-da.Écorretoafirmarqueosvaloresdessacorrentesão,respectivamente:
a) εR
e0 c) εR
e εR
e) ∞e0
b) 0e εR
d) 0e0
27 (UFRN)Ocircuitodafiguraaseguirilustraumaassociaçãomis-taderesistoresalimentadosporumabateriaqueproduzascorrentesi1,i2ei3,asquaisserelacionampelaequaçãoi1=i2+i3.
i1
i1
i1–+
i3
i2 i2
i3
R
ε
S
C
Oprincípioimplicitamenteutilizadonoestabelecimentodessaequa-çãofoioda:a) conservaçãodocampoelétrico.b) conservaçãodaenergiaelétrica.c) conservaçãodopotencialelétrico.d) conservaçãodacargaelétrica.
28 (UPE)Nocircuitoelétricoaseguir,estãorepresentadosdoisgeradoresidênticos,comε=12Ver=1Ω.Oamperímetroeovoltímetrosãoideais.
V
12 V
12 VCB
A
10 Ω
1 Ω
1 Ω
Julgue(VouF)asafirmações: I. Aleituradoamperímetroéde2A. II. Aleituradovoltímetroéde10V. III. Aresistênciaequivalentedocircuitoéde12Ω. IV. Apotênciadissipadanoresistorde10Ωéde40W. V. OrendimentodogeradorentreospontosCeBédeaproximada-
mente83,33%.
29 (Unifap)No laboratóriodocursodefísica,umgrupo deestu-dantesmontaumcircuitoelétricosimples,decorrentecontínua(CC),queémostradonafiguraaseguir.Nestecircuitoapresentado,calculeacargaelétricaemcadacapacitorde3µF.
5 V
C
C C
C
b
a
+
– 3 Ω
2 Ω
3 Ω3 Ω
ii
ii
30 (UFRN) A figura a seguir representa parte do circuito elétricoidealdeumaresidência,comalgunsdoscomponenteseletrodomésti-cosidentificados.Nacorrentealternadadasresidências(chamadamo-nofásica),osdoisfiosrecebemosnomesde“fase”(F)e“neutro”(N)ou“terra”(enão“positivo”e“negativo”,comoemcorrentecontínua).Ofiofasetemumpotencialelétricodeaproximadamente220Vemrelaçãoaoneutroouemrelaçãoanósmesmos(tambémsomoscondutoresdeeletricidade),seestivermosdescalçoseemcontatocomochão.
J
Dasquatroafirmativasseguintes,apenasumaestáerrada.Indique-a.a) Quando todos os equipamentos estão funcionando, a resistência
elétricaequivalentedaresidênciaaumenta,aumentando,também,acorrentee,porconseguinte,oconsumodeenergia.
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12 Exercícios Complementares
b) Todososequipamentosdedentrodaresidênciaestãoempara-leloentresi,poiscadaumdelespodefuncionar,independente-mentedeosoutrosestaremfuncionandoounão.
c) OdisjuntorJdevesercolocadonofiofase(F)enãononeutro(N),pois,quandoodesligarmos,para,porexemplo,fazermosumdeterminadoreparoelétrico,acasaficarácompletamentesemenergia, eliminando-se qualquer possibilidade de risco de umchoqueelétrico.
d) O fusível ou disjuntor J está ligado em série com o conjuntodos equipamentos existentes na casa, pois, se o desligarmos,todos os outros componentes eletroeletrônicos ficarão sempoderfuncionar.
31 (Fuvest-SP)Umímã,emformadebarra,depolaridadeN(norte)eS(sul),éfixadonumamesahorizontal.Umoutroímãsemelhante,depolaridadedesconhecida,indicadaporAeT,quandocolocadonaposi-çãomostradanafigura1,érepelidoparaadireita.Quebra-seesseímãaomeioe,utilizando-seasduasmetades,fazem-sequatroexperiências,representadasnafigura2,emqueasmetadessãocolocadas,umadecadavez,nasproximidadesdoímãfixo.
S
Ímã fixo
N
SN
SN SN
SN
T
Repulsão
A
Experiência I Experiência II
Figura 1
Figura 2
A A
Experiência III Experiência IV
T T
Indicandopor“nada”aausênciadeatraçãoourepulsãodapartetesta-da,osresultadosdasquatroexperiênciassão,respectivamente:a) I–repulsão;II–atração;III–repulsão;IV–atração.b) I–repulsão;II–repulsão;III–repulsão;IV–repulsão.c) I–repulsão;II–repulsão;III–atração;IV–atração.d) I–repulsão;II–nada;III–nada;IV–atração.e) I–atração;II–nada;III–nada;IV–repulsão.
32 (UFPB)Umpróton,deslocando-secomumavelocidadedev=(2i+4j)⋅106m/s,penetraemumaregiãodoespaçoondeexisteumcampomagnéticouniformedadoporB=B0⋅i.Nessascircunstâncias,oprótonsofreaaçãodeumaforçamagnéticademóduloiguala25,6 ⋅10–13N.Nessecontexto,adotandoqueovalordacargaelementaré1,6⋅10–19C,écorretoafirmarqueovalordaconstanteB0,emtesla,éde:
a) 2 b) 4 c) 6 d) 8 e) 10
33 (UPE)Afiguraaseguirrepresentaumaregiãodoespaçoondesóexisteumcampomagnéticouniforme.Nessecampo,ovetorBéconstan-teemtodosospontos,temmóduloB=0,50Teestáorientadoperpen-dicularmente para dentro do plano da figura. Uma partícula de massam=2,0⋅10–18kgecargaq=6⋅10–12C,penetrandonessecampo,perpen-dicularmenteàslinhasdecampomagnético,comvelocidadedemódulov=3,0⋅104m/s,passaadescreverumatrajetóriacircular.(Dado:ϖ=3)
x x x x x
x x x x x
x x x x x
x x x x x
B
v
Nessascondições,afrequênciadomovimentovale,emhertz:a) 2,5·105
b) 105
c) 3,0·10–12d) 2,0·10–18
e) 2,5·109
34 (UFMG)Umfiodecobre,enroladonaformadeumaespira,estáfixadoemumaregiãoondeexisteumcampomagnéticoB,comomos-tradonafigura.
x x x x x
x x x x x
x x x x x
x x x x x
B
Esse campo tem o mesmo módulo em toda a região em que está aespira,éperpendicularaoplanodapáginaedirigidoparadentrodesta,comorepresentado,nafigura,pelosímbolox.Omódulodessecampomagnéticovariacomotempo,comorepresentadonográfico:
t
B
I II III
0
Considerando-seessascondições,écorretoafirmarqueháumacorren-teelétricainduzidanaespira:a) apenasnaregiãoIIdográfico.b) apenasnaregiãoIIIdográfico.c) apenasnasregiõesIeIIIdográfico.d) nastrêsregiõesdográfico.
35 (UPE)Umíondemassa8,0⋅10–27kgecargaelétrica1,6⋅10–19Centraemumacâmaradeespectrômetrodemassa,nopontoAperpen-dicularaocampomagnéticouniforme,edescreveumatrajetóriacircu-larindicadanafigura,atingindoopontoC.Sabendo-sequeadistânciaACéde0,1cm,aordemdegrandezadaenergiacinéticadesseíon,aopenetrarnacâmaranopontoA,valeemjoules:
v &
B = 1,0 · 101 T
R
x x x x x
x x x x x
x x x x x
x x x x x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
B
AC
a) 10–27
b) 10–19
c) 101
d) 10–17
e) 10–45
36 (UFSC)Umaespiraretangulardefiocondutorépostaaoscilar,noar,atravessandoemseumovimentoumcampomagnéticounifor-me,perpendicularaoseuplanodeoscilação,conformeestárepresen-tadonafiguraaseguir.Aooscilar,aespiranãosofrerotação(oplanodaespiraésempreperpendicularaocampomagnético)eatravessaaregiãodocampomagnéticonosdoissentidosdoseumovimento.
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13Exercícios Complementares
B =
Assinalea(s)proposição(ões)correta(s):(01) Como a espira recebe energia do campo magnético, ela levará
maistempoparaatingirorepousodoqueseoscilassenaausên-ciadosímãs.
(02) Ocampomagnéticonãoinfluenciaomovimentodaespira.(04) As correntes induzidas que aparecem na espira têm sempre o
mesmosentido.(08) Aespiralevarámenostempoparaatingirorepouso,poisseráfre-
adapelocampomagnético.(16) O sentido da corrente induzida, enquanto a espira está en-
trandonaregiãodocampomagnético,éopostoaosentidodacorrenteinduzida,enquantoaespiraestásaindodaregiãodocampomagnético.
(32) Osvaloresdascorrentesinduzidasnãosealteramsesubstituímosaespiraretangularporumaespiracircularcujoraiosejaametadedoladomaiordaespiraretangular.
(64) PartedaenergiamecânicaseráconvertidaemcalorporefeitoJoule.Dêasomadosnúmerosdositenscorretos.
37 (UFRN) Nos dias atuais, há um sistema de navegação de altaprecisão que depende de satélites artificiais em órbita em torno daTerra. Para que não haja erros significativos nas posições fornecidasporessessatélites,énecessáriocorrigir relativisticamenteo intervalode tempo medido pelo relógio a bordo decada um desses satélites.Ateoriadarelatividadeespecialprevêque,senãofor feitoessetipode correção, um relógio a bordo não marcará o mesmo intervalo detempo que outro relógio em repouso na superfície daTerra, mesmosabendoqueambososrelógiosestãoemperfeitascondiçõesdefun-cionamentoeforamsincronizadosantesdeosatéliteser lançado.Senãoforfeitaacorreçãorelativísticaparaotempomedidopelorelógiodebordo:a) eleseadiantaráemrelaçãoaorelógioemterra,enquantoeleforace-
leradoemrelaçãoàTerra.b) eleficarácadavezmaisadiantadoemrelaçãoaorelógioemterra.c) eleseatrasaráemrelaçãoaorelógioemterradurantemetadedesua
órbitaeseadiantaráduranteaoutrametadedaórbita.d) eleficarácadavezmaisatrasadoemrelaçãoaorelógioemterra.
38 (UFRS) O dualismo onda-partícula refere-se a características cor-puscularespresentesnasondasluminosaseacaracterísticasondulatóriaspresentesnocomportamentodepartículas,taiscomooelétron.Anaturezanosmostraquecaracterísticascorpusculareseondulatóriasnãosãoanta-gônicas,mas,sim,complementares.Dentreosfenômenoslistados,oúnicoquenãoestárelacionadocomodualismoonda-partículaé:a) oefeitofotoelétrico.b) aionizaçãodeátomospelaincidênciadeluz.c) adifraçãodeelétrons.d) orompimentodeligaçõesentreátomospelaincidênciadeluz.e) apropagação,novácuo,deondasderádiodefrequênciamédia.
39 (PUC-RS) Dispositivos conhecidos como células fotovoltaicasconvertemenergiasolaremenergiaelétricaefuncionambaseadosnochamadoefeitofotoelétrico,cujaexplicaçãofoiapresentadapelapri-meiravez,porAlbertEinstein,em1905.Sobreascélulasfotovoltaicas,écorretoafirmar:a) Aexposiçãoàluzcausaoaquecimentodessascélulas,fornecendo
energiatérmicasuficienteparamovimentarcargaselétricas.b) A luz solar causa a decomposição química dos átomos da célula,
enviandoprótonsparaumladoeelétronsparaoutro.c) Acargaelétricaéatraídapelocampoeletromagnéticodeluz,pro-
duzindocorrenteelétrica.d) Pacotesdeenergialuminosaincidemsobreumaplacametálica,li-
berandoelétrons.e) Aradiaçãosolarproduzodecaimentodosnúcleosdacélulafoto-
voltaica,liberandoenergia.
40 (Ifet-GO) A teoria da relatividade e a mecânica quântica sãoduasteoriasquesurgiramnoiníciodoséculoXXparaexplicarfenôme-nosnovosqueafísicaclássicanãoexplicava.Sobreessasteorias,julgue(VouF)ositensaseguir. I. Quantomaisintensaforaluzqueincidaemumaplacametálica,
maior será a energia cinética dos elétrons extraídos pelo efeitofotoelétrico.
II. Existemfenômenosemquealuzsecomportacomoondaeexistemoutrosemquealuzsecomportasimultaneamentecomoondaecomopartícula.
III. Paraumastronautaqueestejaemumaespaçonavea80%davelo-cidadedaluzemrelaçãoàTerra,enquantosepassaumahora,paranósaquinaTerrateriamsepassadocemminutos.
41 (PUC-PR) Para que um objeto possa ser visível em um mi-croscópioqualquer,ocomprimentodaondadaradiaçãoincidentedeveserpelomenoscomparávelaotamanhodoobjeto.Nafísicaquântica,oprincípiodadualidadeonda-partícula,introduzidoporLouis de Broglie, propõe que partículas de matéria, como os elé-trons, podem comportar-se como ondas de maneira similar à luz.Um exemplo de aplicação desse princípio é o que ocorre no mi-croscópioeletrônico,emqueumfeixedeelétronséproduzidopara“iluminar”aamostra.Ocomprimentodeondadoselétronsdofeixeémuitomenorqueoda luz;comisso,consegue-seobteramplia-çõesmilvezesmaioresdoqueasdeummicroscópioóptico.Supo-nhaque,paravisualizarovírusH1N1emummicroscópioeletrôni-co,umfeixedeelétronstenhasidoajustadoparafornecerelétronsquesepropagamcomcomprimentodeondaigualaodiâmetrodovírus(supondoformaesférica).Seavelocidadedepropagaçãodaondadofeixeforde104m/seafrequênciaforde1011Hz,indiqueaalternativaquecorrespondeaodiâmetrodovírusH1N1.(Dado:1nm(nanômetro)=10–9m)a) 10nm b) 1nm c) 100nm d) 10µm e) 1µm
42 (U.F.JuizdeFora-MG)Noefeitofotoelétricoenofenômenodeinterferêncialuminosa,osseguintescomportamentosdaluzsemani-festam,respectivamente:a) ondulatórioecorpuscular.b) corpusculareondulatório.c) ondulatórioeondulatório.d) corpuscularecorpuscular.
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14 Respostas
Questões do Enem
1. d2. c3. d4. d5. d6. b7. e8. d9. a
10. d11. b12. d13. c14. c15. a16. e17. a18. e19. d20. e21. d22. e23. c24. e25. c
26. a27. e28. e29. b
Exercícios complementares1. São compatíveis a quarta e a quinta pos-
sibilidades.2. c3. a4. 0,50 m5. 4,9 ⋅ 10–3 C (Negativa)6. 19 N/C7. a) 600 V
b) 6 ⋅ 10– 4 J8. 2,5 ⋅ 109 V9. e
10. e11. 4 µF
12. Q1 = – 2 · Q · a
_______ b ; Q2 = 2 · Q · a2
________ b2 –
Q · a _____ b ;
Q3 = 3 · Q · a2
________ b2 –
2 · Q · a3
________ b3
13. d14. e15. a16. d
respOstas
17. a18. c19. a20. a) 20 V b) – 4 V21. c22. a23. a24. V – F – F – V – V25. 10 V26. a 27. d28. V – F – V – V – V29. 4,5 µC30. a31. a32. b33. a34. c35. d36. Soma = 88 (08 + 16 + 64)37. d38. e39. d40. F – F – V41. c42. b
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16 Anotações
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