Resolução da prova de Física Enem 2016

Antes de começar com a resolução da prova de Física Enem 2016, quero fazer um breve comentário sobre a mesma. A prova do Enen foi dentro do padrão esperado.
Com alta complexidade em poucas questões com a maioria no nível médio e muito conteudista como nos anos anteriores. O aluno precisava conhecer a Física e suas fórmulas. Pesou muito no assunto ondas (4 questões) e 5 questões de Mecânica deixando as questões de Óptica fora. Manteve algumas questões recorrentes dos anos anteriores. Também não apresentou questões ambíguas como no ano passado. Não foi uma prova fácil e dificilmente um aluno bem preparado acertou as 14 questões.

Prova – nº da questão

azul – 49 ; rosa – 48 ; amarela – 46 ; branca – 86

Uma ambulância A em movimento retilíneo e uniforme aproxima-se de um observador O, em repouso. A sirene emite um som de frequência constante f_A. O desenho ilustra as frentes de onda do som emitido pela ambulância. O observador possui um detector que consegue registrar, no esboço de um gráfico. a frequência da onda sonora detectada em função do tempo f_o(t), antes e depois da passagem da ambulância por ele.

Qual esboço gráfico representa a frequência f_o(t) detectada pelo observador?

RESOLUÇÃO

O efeito Doppler é o fenômeno que ocorre quando a fonte ou o observador se aproximam ou se distanciam um do outro. Com isso ocorre a alteração da frequência da onda mecânica ou eletromagnética.

Por exemplo; Quando um carro de corrida se aproxima do local onde estamos ouvimos o som mais agudo e quando ele se afasta o som é mais grave.

A imagem nos mostra que o som grave terá frequência mais baixa, enquanto que o som agudo terá frequência maior

Assim, no gráfico teremos primeiramente uma frequência maior, e em seguida uma frequência menor.

RESPOSTA LETRA D

Resolução da prova de Física Enem 2016

Prova – nº da questão

azul – 54; rosa – 51;  amarela – 76; branca – 82

Durante a primeira fase do projeto de uma usina de geração de energia elétrica, os engenheiros da equipe de avaliação de impactos ambientais procuram saber se esse projeto está de acordo com as normas ambientais. A nova planta estará localizada à beira de um rio, cuja temperatura média da água é de 25 °C, e usará a sua água somente para refrigeração. O projeto pretende que a usina opere com 1,0 MW de potência elétrica e, em razão de restrições técnicas, o dobro dessa potência será dissipada por seu sistema de arrefecimento, na forma de calor. Para atender a resolução número 430, de 13 de maio de 2011, do Conselho Nacional do Meio Ambiente, com uma ampla margem de segurança, os engenheiros determinaram que a água só poderá ser devolvida ao rio com um aumento de temperatura de, no máximo, 3 °C em relação à temperatura da água do rio captada pelo sistema de arrefecimento. Considere o calor específico da água igual a 4 kJ/(kg °C)

Para atender essa determinação, o valor mínimo do fluxo de água, em kg/s, para a refrigeração da usina deve ser mais próximo de

a) 42.

b) 84.

c) 167.

d) 250.

e) 500.

RESOLUÇÃO

O fluxo de água é a quantidade de massa (kg) que passa por unidade de tempo (s)

Comentário:

P=Q/Δt

P = m.c.ΔT/Δt

m/Δt= P/c.ΔT

2.10⁶/4.10³.3=      500/3=     166,7 kg/s

RESPOSTA LETRA C

Resolução da prova de Física Enem 2016

Prova – nº da questão

azul – 55; rosa – 52; amarela – 77; branca – 83

A Figura 1 apresenta o gráfico da intensidade, em decibéis (dB), onda sonora emitida por um alto-falante, que está em repouso, e medida por um microfone em função da frequência da onda para diferentes distâncias: 3 mm, 25 mm, 51 mm e 60 mm. A Figura 2 apresenta um diagrama com a indicação das diversas faixas do espectro de frequência sonora para o modelo de alto-falante utilizado neste experimento.

Figura 1

Resposta de Frequência

Disponível em: www.batera.com.br. Acesso em: 8 fev. 2015.

Figura 2

Faixas do espectro de frequência sonora

Disponível em: www.somsc.com.br. Acesso em: 2 abr. 2015.

Relacionando as informações presentes nas figuras 1 e 2, como a intensidade sonora percebida é afetada pelo aumento da distância do microfone ao alto-falante?

a) Aumenta na faixa das frequências médias.

b) Diminui na faixa das frequências agudas.

c) Diminui na faixa das frequências graves.

d) Aumenta na faixa das frequências médias altas.

e) Aumenta na faixa das frequências médias baixas.

RESOLUÇÃO

No gráfico da figura 1, temos que todas as distâncias de frequências até cerca de 300 Hz, a intensidade do som captado pelo microfone diminui com o aumento da distância.
No gráfico da figura 2: a faixa de frequências em que essa redução de intensidade com o aumento da distância está ocorrendo cor responde aos sons graves.

RESPOSTA LETRA C

Resolução da prova de Física Enem 2016

Prova – nº da questão

azul – 57; rosa – 54; amarela – 56; branca – 79

O morcego emite pulsos de curta duração de ondas ultrassônicas, os quais voltam na forma de ecos após atingirem objetos no ambiente, trazendo informações a respeito das suas dimensões, suas localizações e dos seus possíveis movimentos. Isso se dá em razão da sensibilidade do morcego em detectar o tempo gasto para os ecos voltarem, bem como das pequenas variações nas frequências e nas intensidades dos pulsos ultrassônicos. Essas características lhe permitem caçar pequenas presas mesmo quando estão em movimento em relação a si. Considere uma situação unidimensional em que uma mariposa se afasta, em movimento retilíneo e uniforme de um morcego em repouso.

A distância e velocidade da mariposa, na situação descrita, seriam detectadas pelo sistema de um morcego por quais alterações nas características dos pulsos ultrassônicos?

a) Intensidade diminuída, o tempo de retorno aumentado e a frequência percebida diminuída.

b) Intensidade aumentada, o tempo de retorno diminuído e a frequência percebida diminuída.

c) Intensidade diminuída, o tempo de retorno diminuído e a frequência percebida aumentada.

d) Intensidade diminuída, o tempo de retorno aumentado e a frequência percebida aumentada.

e) Intensidade aumentada, o tempo de retorno aumentado e a frequência percebida aumentada.

RESOLUÇÃO

A reflexão é usada pelos navios pelo sonar. Ele capta a distância que se encontra os objetos.

Nas ultra sonografias também temos esse processo. As ondas são emitidas pelo aparelho e são refletidos pelo bebê, permitindo a visualização dos seus contornos e estruturas.

O morcego  é cego e utiliza-se de seu radar para caçar. Nesse caso temos  a mesma situação, onde ocorre a emissão do ultrassom, seguido da recepção e interpretação do sinal, para que dessa forma ele consiga se localizar e pegar sua presa. As ondas também são emitidas e refletidas.

Dessa forma haverá  uma relação entre as ondas e o efeito doppler.

Conforme falamos na questão anterior:

“O efeito Doppler é o fenômeno que ocorre quando a fonte ou o observador se aproximam ou se distanciam um do outro. Com isso ocorre a alteração da frequência da onda mecânica ou eletromagnética.

Por exemplo; Quando um carro de corrida se aproxima do local onde estamos ouvimos o som mais agudo e quando ele se afasta o som é mais grave.

A imagem nos mostra que o som grave terá frequência mais baixa, enquanto que o som agudo terá frequência maior

Podemos dizer  que quando a mariposa está se afastando a frequência percebida será menor (o ultrassom será mais grave, da mesma forma que  o som da ambulância), e a intensidade da onda também diminuirá, até o ponto em que o morcego não será mais capaz de captá-la. Veja o exemplo abaixo:

RESPOSTA LETRA A

Resolução da prova de Física Enem 2016

Prova – nº da questão

azul – 59; rosa – 64; amarela – 61; branca – 68

Por apresentar significativa resistividade elétrica, o grafite pode ser utilizado para simular resistores elétricos em circuitos desenhados no papel, com o uso de lápis e lapiseiras. Dependendo da espessura e do Comprimento das linhas desenhadas, é possível determinar a resistência elétrica de cada traçado produzido. No esquema foram utilizados três tipos de lápis diferentes (2H, HB e 6B) para efetuar três traçados distintos.

Munido dessas informações, um estudante pegou uma folha de papel e fez o desenho de um sorvete de casquinha utilizando-se desses traçados. Os valores encontrados nesse experimento, para as resistências elétricas (R), medidas com o auxílio de um ohmímetro ligado nas extremidades das resistências, são mostrados na figura. Verificou-se que os resistores obedeciam à Lei de Ohm.

Na sequência, conectou o ohmímetro nos terminais A e B do desenho e, em seguida, conectou-o nos terminais B e C, anotando as leituras R_AB e R_BC respectivamente.

Ao estabelecer a razão R_AB/R_BC qual resultado o estudante obteve?

a) 1

b) 4/7

c) 10/27

d) 14/81

e) 4/81

RESOLUÇÃO

Ligando os terminais entre A e B temos:

os resistores de 10Ω ligados em série, com os resistor de 20Ω e o de 5Ω, todos ligados em paralelo.

Logo   1/R_AB = 1/20 + 1/20 + 1/5

R_AB = 20/6 = 10/3 Ω

Nos terminais entre B e C temos os resistores de 20Ω e de 5Ω ligados em paralelo:

1/R = 1/20 + 1/5

R = 4 Ω

e esse último em série com o de 10Ω.

Gerando  = 4 + 10 = 14 Ω

calculando  R_BC = 1/14 + 1/10

R_BC = 70/12 = 35/6 Ω

Logo o vaolor de R_AB/R_BC = 10/3 x 35/6 = 4/7

RESPOSTA LETRA B

Resolução da prova de Física Enem 2016

Prova – nº da questão

azul – 63 ; rosa – 74; amarela – 54; branca – 77

Dois veículos que trafegam o velocidade constante em uma estrada, na mesma direção e sentido, devem manter entre si uma distância mínima. Isso porque o movimento de um veículo, até que ele pare totalmente, ocorre em duas etapas, a partir do momento em que o motorista detecta um problema que exige uma freada brusca. A primeira etapa é associada à distância que o veículo percorre entre o intervalo de tempo da detecção do problema e o acionamento dos freios. Já a segunda se relaciona com a distancia que o automóvel percorre enquanto os freios agem com desaceleração constante.

Considerando a situação descrita, qual esboço gráfico representa a velocidade do automóvel em relação a distância percorrida até parar totalmente?

RESOLUÇÃO

No início do movimento o veículo estava com velocidade constante (MRU). Logo em seguida ele aplica os freios e passa a ter um movimento retilíneo uniforme variado (MRUV), diminuindo a sua velocidade até parar.

RESPOSTA LETRA D

Resolução da prova de Física Enem 2016

Prova – nº da questão

azul – 66; rosa – 58; amarela – 80; branca – 74

A invenção e o acoplamento entre engrenagens revolucionaram a ciência na época e propiciaram a invenção de várias tecnologias, como os relógios. Ao construir um pequeno cronômetro, um relojoeiro usa o sistema de engrenagens mostrado. De acordo com a figura, um motor é ligado ao eixo e movimenta as engrenagens fazendo o ponteiro girar. A frequência do motor é de 18 RPM, e o número de dentes das engrenagens está apresentado no quadro.

A frequência de giro do ponteiro, em RPM, é

a) 1

b) 2

c) 4

d) 81

e) 162

Resolução da prova de Física Enem 2016

RESOLUÇÃO

Nesse caso o tamanho da circunferência é proporcional ao número de dentes e proporcional ao raio.

V_a = V_b

2π·f_a·R_a=2π·f_b·R_b

18·24 = f_b·72

f_b=6 RPM

b e c giram no mesmo eixo, logo terão a mesma frequência f_b=f_c

f_c=6 RP

        Vc=Vd 

Letra B

RESPOSTA LETRA A

Resolução da prova de Física Enem 2016

Prova – nº da questão

azul – 74; rosa – 90; amarela – 51; branca – 67

Três lâmpadas idênticas foram ligadas no circuito esquematizado. A bateria apresenta resistência interna desprezível, e os fios possuem resistência nula. Um técnico fez uma análise do circuito para prever a corrente elétrica nos pontos: A, B, C, D e E; e rotulou essas Correntes de I_A, I_B, I_C, I_D e I_E, respectivamente.

O técnico concluiu que as correntes que apresentam o mesmo valor são

a) I_A = I_E e I_C = I_D.

b) I_A = I_B = I_E e I_C = I_D.

c) I_A = I_B, apenas.

d) I_A = I_B = I_E, apenas.

e) I_C = I_B, apenas.

SOLUÇÃO: A

Sabendo-se que a corrente no circuito é I. Ao sair do gerador ela se divide igualmente em cada lâmpada. Recebendo cada uma uma corrente I/3.

Ao sair de cada nó a corrente se soma. No ponto B temos uma corrente de 2I/3. Ao chegar no ponto “E” ela volta a ter o valor total I

RESPOSTA LETRA A

Resolução da prova de Física Enem 2016

Prova – nº da questão

azul – 77; rosa – 81; amarela – 69; branca – 58

O trilho de ar é um dispositivo utilizado em laboratórios de física para analisar movimentos em que corpos de prova (carrinhos) podem se mover com atrito desprezível. A figura ilustra um trilho horizontal com dois carrinhos (1 e 2) em que se realiza um experimento para obter a massa do carrinho 2. No instante em que o carrinho 1, de massa 150,0 g, passa a se mover com velocidade escalar constante, o carrinho 2 está em repouso. No momento em que o carrinho 1 se choca com o carrinho 2, ambos passam a se movimentar juntos com velocidade escalar constante. Os sensores eletrônicos distribuídos ao longo do trilho determinam as posições e registram os instantes associa – dos a passagem de cada carrinho, gerando os dados do quadro.

Com base nos dados experimentais, o valor da massa do carrinho 2 é igual a

a) 50,0 g.

b) 250,0 g.

c) 300,0 g.

d) 450,0 g.

e) 600,0 g.

RESOLUÇÃO

Temos aqui  uma colisão inelástica, nesse caso os corpos permanecem juntos após a colisão.

Nesse caso a energia cinética final é menor que a inicial, mas a quantidade de movimento permanece a mesma.

Temos então:

Q_i=Q_f

m₁V₁=(m₁+m₂)V_f

150.15 = =(150+m₂). 5

150+m₂=450g

m₂= 150g

RESPOSTA LETRA C

Resolução da prova de Física Enem 2016

Prova – nº da questão

azul – 82; rosa – 84; amarela – 72; branca – 53

Uma invenção que significou um grande avanço tecnológico na Antiguidade, a polia composta ou a associação de polias, é atribuída a Arquimedes (287 a.C. a 212 a.C.). O aparato consiste em associar uma série de polias móveis a uma polia fixa. A figura exemplifica um arranjo possível para esse aparato. É relatado que Arquimedes teria demonstrado para o rei Hierão um outro arranjo desse aparato, movendo sozinho, sobre a areia da praia, um navio repleto de passageiros e cargas, algo que seria impossível sem a participação de muitos homens. Suponha que a massa do navio era de 3000 kg, que o coeficiente de atrito estático entre o navio e a areia era de 0,8 e que Arquimedes tenha puxado o navio com uma força , paralela à direção do movimento e de módulo igual a 400 N. Considere os fios e as polias ideais, a aceleração da gravidade igual a 10 m/s² e que a superfície da praia é perfeitamente horizontal.

Disponível em www.histedbr.fae.unicamp.br Acesso em 28 fev 2013 (adaptado).

O número mínimo de polias móveis usadas, nessa situação, por Arquimedes foi

a) 3.

b) 6.

c) 7.

d) 8.

e)10.

Nesse caso  o uso  de polias  servirá para diminuir a força para puxar um navio

No esquematiza abaixo temos o  exemplo em questão.

Primeiramente vamos calcular  a força total que  será aplicada e ela deve ser maior que a força de atrito.

F = μ. N = 0,8.3000.10 = 24000

Essa força deverá ser reduzida a 400 N.

multiplicando por 2, o valor de 400, até encontrarmos  o valor maior do que a força de atrito temos:

1 polia  400×2 = 800N

2 polias  800×2 = 1600N

3 polias  1600×2=3200N

4 polias  3200×2=6400N

5 polias  6400×2=12800N

6 polias 12800×2 = 25600

Assim, temos que o mínimo é 6 polias.

RESPOSTA LETRA B

Resolução da prova de Física Enem 2016

Prova – nº da questão

azul – 84;  rosa – 86; amarela – 74; branca – 55

Num experimento, um professor deixa duas bandejas de mesma massa, uma de plástico e outra de alumínio, sobre a mesa do laboratório. Após algumas horas, ele pede aos alunos que avaliem a temperatura das duas bandejas, usando para isso o tato. Seus alunos afirmam, categoricamente, que a bandeja de alumínio encontra-se numa temperatura mais baixa. Intrigado, ele propõe uma segunda atividade, em que coloca um cubo de gelo sobre cada uma das bandejas, que estão em equilíbrio térmico com o ambiente, e os questiona em qual delas a taxa de derretimento do gelo será maior.

O aluno que responder corretamente ao questionamento do professor dirá que o derretimento ocorrerá

a) mais rapidamente na bandeja de alumínio, pois ela tem uma maior condutividade térmica que a de plástico.

b) mais rapidamente na bandeja de plástico, pois ela tem inicialmente uma temperatura mais alta que a de alumínio.

c) mais rapidamente na bandeja de plástico, pois ela tem uma maior capacidade térmica que a de alumínio.

d) mais rapidamente na bandeja de alumínio, pois ela tem um calor específico menor que a de plástico.

e) com a mesma rapidez nas duas bandejas, pois apresentarão a mesma variação de temperatura.

Ao tocarmos em um metal ele parecerá sempre estar a uma temperatura menor pois ele conduz mais o calor e “rouba”  o calor da nossa mão mais rapidamente. Mas isso não significa que o metal está a uma temperatura menor.

RESPOSTA LETRA A

Resolução da prova de Física Enem 2016