Física no ENEM: assuntos que mais caem, com exemplos resolvidos

Bom dia, boa tarde ou boa noite alunos da Descomplica! Este artigo vai apresentar para vocês 10 questões de Física de cada um dos temas que mais apareceram no ENEM nos últimos 10 anos. Vamos apresentar as questões mais recentes de cada tema com gabarito comentado para vocês gabaritarem a parte de Física do bloco de Naturezas. Vamos lá?

Os 10 Temas Mais Frequentes e Suas Questões

Eletrodinâmica

1. (Enem 2024) Uma caixa decorativa utiliza duas pequenas lâmpadas, L₁ (6 V – 9 W) e L₂ (12 V – 18 W), ligadas em série a uma bateria de tensão V_QR. Um fio resistivo QR, de 48 centímetros, está ligado em paralelo ą bateria. Cinco pontos, A, B, C, D e E, dividem o fio QR em seis segmentos de comprimentos iguais. O circuito também tem um amperímetro com dois terminais. Um dos terminais (P) está ligado ao fio entre as duas lâmpadas. O outro terminal (S) está livre e será ligado ao fio QR. Dependendo do ponto em que esse terminal livre for conectado, ocorrerá a mudança na tensão à qual as lâmpadas são submetidas. Os demais fios do circuito têm resistências elétricas desprezíveis. A figura ilustra esse circuito.

Em qual desses pontos o amperímetro deve ser conectado para que as lâmpadas acendam exatamente segundo as especificações de tensão e potência elétricas fornecidas?

1. a) A
2. b) B
3. c) C
4. d) D
5. e) E

Resposta: [B]

Calculando a corrente e a resistência de cada lâmpada:

Com esses cálculos, como a corrente nas duas lâmpadas é a mesma, conclui-se que nenhuma corrente é desviada para o amperímetro, suposto ideal. Se a corrente no amperímetro é nula, a ponte de Wheatstone formada está em equilíbrio.

Como o fio resistor é dividido em 6 segmentos, a distância entre dois pontos consecutivos é



Nessa condição, a extremidade S do amperímetro deve ser conectada num ponto à distância X do ponto Q; a distância desse ponto até o ponto R é, então 48 – X. Pela segunda lei de ohm, a resistência elétrica de um condutor é diretamente proporcional ao comprimento.

Assim, impondo a condição de equilíbrio da ponte, tem-se:



Essa distância corresponde a dois segmentos; assim, a extremidade S deve ser conectada no ponto B, como ilustrado na figura.

Ondulatória

2. (Enem 2024) Uma ambulância em alta velocidade com a sirene ligada desloca-se em direção a um radar operado por uma pessoa. O radar emite ondas de rádio com frequência f₀ que são refletidas pela dianteira da ambulância, retornando para o detector com frequência f_r. A percepção do operador do radar, em relação ao som emitido pela sirene, é de que este se altera à medida que a ambulância se aproxima ou se afasta.

Durante a aproximação, como o operador percebe o som da sirene e qual é a relação entre as frequências f_r e f₀ medidas pelo radar?

1. a) Mais grave do que o som emitido e f_r < f₀.
2. b) Mais agudo do que o som emitido e f_r < f₀.
3. c) Mais agudo do que o som emitido e f_r = f₀.
4. d) Mais agudo do que o som emitido e f_r > f₀.
5. e) Mais grave do que o som emitido e f_r > f₀.

Resposta:

[D]

Como há uma aproximação relativa, o som percebido é mais agudo que o som emitido e a frequência refletida (f_r) é maior que a frequência emitida

Calorimetria

3. (Enem 2024) A tirinha ilustra esquimós dentro de um iglu, habitação de formato hemisférico construída durante o inverno a partir de neve ou blocos de gelo. Essa estrutura desconstrução se justifica pelo fato de esse povo habitar as regiões mais setentrionais da Groenlândia, Canadá e Alasca.

Na tirinha, a geladeira é necessária para fazer gelo porque

a) a temperatura interna do iglu é maior que a de solidificação da água.
b) a umidade dentro de iglu dificulta o processo de mudança de fase da água.
c) o ar dentro do iglu é isolante térmico, dificultando a perda de calor pela água.
d) a temperatura uniforme no interior do iglu impede as correntes de convecção.
e) a pressão do ar no interior do iglu é baixa, dificultando a solidificação da água.
Resposta:

[A]

A geladeira é necessária, pois, para que a água congele, formando gelo, é necessário que essa água perca calor para atingir a temperatura de solidificação.

Cinemática

4. (Enem 2024) Para os circuitos de maratonas aquáticas realizadas em mares calmos e próximos à praia, é montado um sistema de boias que determinam o trajeto a ser seguido pelos nadadores. Uma das dificuldades desse tipo de circuito é compensaros efeitos da corrente marinha. O diagrama contém o circuito em que deve ser realizada uma volta no sentido anti-horário. As quatro boias estão numeradas de 1 a 4. Existe uma corrente marinha de velocidade V_c cujo módulo é 30 metros por minuto, paralela à praia em toda a área do circuito. Nas arestas mais longas, o nadador precisará nadar na direção apontada pelos vetores V_n dos pontos 1 até 2 e de 3 até 4. Considere que a velocidade do nadador é de 50 metros por minuto, em relação à água, durante todo o circuito.

Nessa situação, em quantos minutos o nadador completará a prova?

a) 42
b) 65
c) 72
d) 105
e) 120
Resposta:

[B]

A figura ilustra as orientações da velocidade da correnteza V_c , do nadador V_n , bem como a velocidade resultante dessas duas velocidades, em cada trecho.



Calculando o módulo da velocidade resultante em cada trecho:



Somando os tempos:

Energia Mecânica

5. (Enem 2022) O eixo de rotação da Terra apresenta uma inclinação em relação ao plano de sua órbita em torno do Sol, interferindo na duração do dia e da noite ao longo do ano.

Uma pessoa instala em sua residência uma placa fotovoltaica, que transforma energia solar em elétrica. Ela monitora a energia total produzida por essa placa em 4 dias do ano, ensolarados e sem nuvens, e lança os resultados no gráfico.



Próximo a que região se situa a residência onde as placas foram instaladas?

a) Trópico de Capricórnio.
b) Trópico de Câncer.
c) Polo Norte.
d) Polo Sul.
e) Equador.
Resposta:

[A]

Como a energia total produzida é menor em 10/07, mês de julho, é inverno nessa região. Logo, ela deve estar próxima ao Trópico de Capricórnio, onde, nessa estação, a incidência dos raios solares é oblíqua e os dias são mais curtos.

Eletromagnetismo

6. (Enem 2023) O fogão por indução funciona a partir do surgimento de uma corrente elétrica induzida no fundo da panela, com consequente transformação de energia elétrica em calor por efeito Joule. A principal vantagem desses fogões é a eficiência energética, que é substancialmente maior que a dos fogões convencionais.

A corrente elétrica mencionada é induzida por

a) radiação.
b) condução.
c) campo elétrico variável.
d) campo magnético variável.
e) ressonância eletromagnética.
Resposta:

[D]

De acordo com a lei de Lenz-Faraday, correntes elétricas induzidas são obtidas através de campos magnéticos variáveis.

Óptica

7. (Enem 2024) Mirascópio 3D: produtor de ilusão instantânea

O equipamento ilustrado na figura, de dimensões apresentadas no esquema, é composto por dois espelhos côncavos E₁ e E₂, apoiados um sobre o outro por suas bordas, de tal forma que o vértice de E₁ coincide com o foco de E₂ e vice-versa. Na abertura circular de E₂, é formada uma imagem tridimensional de um objeto posicionado sobre o vértice de E₁. Essa imagem é formada a partir dos raios procedentes do objeto, refletidos por E₂ e E₁, respectivamente, conforme o esquema. Os observadores julgam visualizar o objeto quando estão, de fato, visualizando sua imagem. O efeito só é possível porque as superfícies de ambos os espelhos são de extrema qualidade.



A natureza da imagem formada e a distância vertical entre cada ponto objeto e seu correspondente ponto imagem são

a) real e 5 cm.
b) real e 3,8 cm.
c) real e 7,6 cm.
d) virtual e 7,6 cm.
e) virtual e 3,8 cm.
Resposta:

[C]

A imagem final é formada pelo espelho E₁. Sendo vértice de feixe emergente convergente, trata-se de uma imagem real.

A distância entre o objeto posicionado sobre a superfície de E₁ e a imagem final formada é

Dinâmica

8. (Enem 2024) Na tirinha, Calvin se divertia em um balanço antes de soltar-se dele e cair ao chão. Em sua fala, ele demonstra ter imaginado que permaneceria em movimento circular. Porém, a força gravitacional, que permanece atuando no garoto, modifica a direção de sua velocidade, fazendo com que ele chegue ao chão da maneira ilustrada no último quadrinho.

Qual vetor representa a força resultante exercida pelo chão sobre Calvin no exato momento em que ele toca o chão?



Resposta:

[A]

A força aplicada pelo solo é a soma das compontentes normal e de atrito, conforme indicado na figura.

Colisões

9. (Enem 2024) Muitas pessoas ainda se espantam com o fato de um passageiro sair ileso de um acidente de carro enquanto o veículo onde estava teve perda total. Essas pessoas talvez considerem, equivocadamente, que os carros mais seguros são os que têm as estruturas mais rígidas, ou seja, estruturas, que durante uma colisão, apresentam menor deformação. Na verdade, o que ocorre é o contrário. Por isso, a partir de 1958, passaram a ser produzidos carros. com partes que se deformam facilmente.

DAY, C. Crumple Zones. Disponível em: https://pubs.aip.org.

Acesso em: 2 jul. 2024 (adaptado).

Assim, além dos cintos de segurança e dos airbags, os carros modernos passaram a contar com o dispositivo de segurança conhecido como crumple zone (região deformável, em inglês), conforme a figura.



Considerando o carro, seus ocupantes e o muro da figura como um sistema isolado, o crumple zone aumenta a segurança dos passageiros porque, durante uma colisão, a deformação da estrutura do carro

a) aciona os airbags do veículo.
< b) absorve a energia cinética do sistema.
c) consome a quantidade de movimento do sistema.
d) cria uma barreira de proteção para seus ocupantes.
e) diminui a velocidade do centro de massa do sistema.
Resposta:

[B]

Durante a colisão, a energia cinética do carro é absorvida na crumple zone.

Hidrostática

10. (Enem 2020) Um mergulhador fica preso ao explorar uma caverna no oceano. Dentro da caverna formou-se um bolsão de ar, como mostrado na figura, onde o mergulhador se abrigou.

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



Considere que a aceleração da gravidade seja igual a 10 ms^-2 e que a densidade da água seja de p = 1000 kgm^-3

Em minutos, qual é o tempo de descompressão a que o mergulhador deverá ser submetido?

a) 100
b) 80
c) 60
d) 40
e) 20
Resposta:

[C]

A aumento de pressão a que ele foi submetido é devido a pressão da coluna líquida.



No gráfico, para esse aumento de pressão, o tempo de descompressão é de  minutos.

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