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

rdo

Ram

os/A

gênc

ia IS

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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15Anotações

Ano t a çõ e s

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16 Anotações

Ano t a çõ e s

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