Enem: veja resolução de questões de física aplicadas em outros exames

O Exame Nacional do Ensino Médio (Enem) está marcado para os dias 13 e 20 de novembro deste ano. Durante essa reta final, é recomendado que os candidatos conheçam a estrutura da prova e entendam como as questões são apresentadas.

Para ajudar os estudantes que estão se preparando tanto para versão impressa como a digital, o professor de física Bruno Morais, do EstudoPlay, separou algumas questões para facilitar os estudos dos candidatos.

1. (Enem/2020)

Você foi contratado para sincronizar os quatro semáforos de uma avenida, indicados
pelas letras O,A,B e C, conforme a figura.

Os semáforos estão separados por uma distância de 500 m. Segundo os dados estatísticos da companhia controladora de trânsito, um veículo, que está inicialmente parado no semáforo O, tipicamente parte com aceleração constante de 1 m s-2 até atingir a velocidade de 72 km h-1 e, a partir daí, prossegue com velocidade constante. Você deve ajustar os semáforos A, B e C de modo que eles mudem para a cor verde quando o veículo estiver a 100 m de cruzá-los, para que ele não tenha que reduzir a velocidade em nenhum momento.

Considerando essas condições, aproximadamente quanto tempo depois da abertura do semáforo O os semáforos A, B e C devem abrir, respectivamente?

a) 20s, 45s e 70s.
b) 25s, 50s e 75s.
c) 28s, 42s e 53s.
d) 30s, 55s e 80s.
e) 35s, 60s e 85s.

Resolução: d) 30s, 55s e 80s.

Comentário:

v = 72km/h = 20 m/s; a = 1 m/s²

O semáforo A dever mudar para verde, quando o veículo tiver percorrido 400 m

Tempo de aceleração t1:

v = v0 + at1
20 = 0 + 1t1
t1 = 20s

Distância percorrida nesse tempo:

Assim, o tempo de abertura para o sinal A é:

tA = t1 + t2 = 20 + 10
tA = 30s

Para abertura dos outros dois semáforos o veículo deve percorrer 500 m e 1000 m com velocidade constante de 20m/s.

2. (Enem/2021)

Na cidade de São Paulo, as ilhas de calor são responsáveis pela alteração da direção do fluxo da brisa marítima que deveria atingir a região de mananciais. Mas, ao cruzar a ilha de calor, a brisa marítima agora encontra um fluxo de ar vertical, que transfere para ela energia térmica absorvida das superfícies quentes da cidade, deslocando-a para altas altitudes. Dessa maneira, há condensação e chuvas fortes no centro da cidade, em vez de na região de mananciais. A imagem apresenta os três subsistemas que trocam energia nesse fenômeno.

No processo de fortes chuvas no centro da cidade de São Paulo, há dois mecanismos dominantes de transferência de calor: entre o Sol e a ilha de calor, e entre a ilha de calor e a brisa marítima.

VIVEIROS, M. Ilhas de calor afastam chuvas de represas. Disponível em: www2.feis.unesp.br. Acesso em: 3 dez. 2019 (adaptado).

Esses mecanismos são, respectivamente:

a) irradiação e convecção.
b) irradiação e irradiação.
c) condução e irradiação.
d) convecção e irradiação.
e) convecção e convecção.

Resolução: a) irradiação e convecção.

Comentário:

O processo de transferência de calor entre o Sol e a ilha de calor é o da irradiação, capaz de atravessar o vácuo existente entre ambos. Entre a ilha de calor e a brisa marítima, o processo de transferência dominante é o da convecção das massas de ar.

3. (Enem/2021)

Carros elétricos estão cada vez mais baratos, no entanto, os órgãos governamentais e a indústria se preocupam com o tempo de recarga das baterias, que é muito mais lento quando comparado ao tempo gasto para encher o tanque de combustível. Portanto, os usuários de transporte individual precisam se conscientizar dos ganhos ambientais dessa mudança e planejar com antecedência seus percursos, pensando em pausas necessárias para recargas.
Após realizar um percurso de 110 km, um motorista pretende recarregar as baterias de seu carro elétrico, que tem um desempenho médio de 5,0 km/kWh, usando um carregador ideal que opera a uma tensão de 220 V e é percorrido por uma corrente de 20 A.

Quantas horas são necessárias para recarregar a energia utilizada nesse percurso?

a) 0,005
b) 0,125
c) 2,5
d) 5,0
e) 8,0

Resolução: d) 5,0

Comentário:

Calculando a energia consumida no percurso:

A potência do carregador é:

P = Ui = 220 x 20 = 4.400 W
P = 4,4 kW

Então, o tempo de recarga é: