Física no Enem

Rosimar Gouveia

A prova de Ciências da Natureza e suas tecnologias, na qual Física está inserida, é composta por 45 questões objetivas, com 5 alternativas de resposta em cada uma delas.

Como o total de questões é dividido pelas disciplinas de Física, Química e Biologia, caem em torno de 15 questões de cada uma delas.

Os enunciados são contextualizados e abordam com frequência assuntos ligados ao cotidiano e inovações científicas.

Conteúdos que mais caem na prova de Física

No infográfico abaixo enumeramos os conteúdos mais cobrados na prova de Física.

Conteúdos que mais caem no Enem de Física

1.Mecânica

Movimento, leis de Newton, máquinas simples e hidrostática são alguns dos conteúdos cobrados nesta área da Física.

Entender bem os conceitos por trás das leis, além de saber caracterizar os movimentos, suas causas e consequências é primordial para conseguir resolver as situações-problemas propostas nas questões.

Veja abaixo um exemplo de questão relacionada a esse conteúdo:

Enem/2017

Em uma colisão frontal entre dois automóveis, a força que o cinto de segurança exerce sobre o tórax e abdômen do motorista pode causar lesões graves nos órgãos internos. Pensando na segurança do seu produto, um fabricante de automóveis realizou testes em cinco modelos diferentes de cinto. Os testes simularam uma colisão de 0,30 segundo de duração, e os bonecos que representavam os ocupantes foram equipados com acelerômetros. Esse equipamento registra o módulo da desaceleração do boneco em função do tempo. Os parâmetros como massa dos bonecos, dimensões dos cintos e velocidade imediatamente antes e após o impacto foram os mesmos para todos os testes. O resultado final obtido está no gráfico de aceleração por tempo.

Questão Enem 2017 Mecância

Qual modelo de cinto oferece menor risco de lesão ao motorista?

a) 1
b) 2
c) 3
d) 4
e) 5

Perceba que esta questão apresenta uma situação-problema relacionada com um equipamento de segurança que utilizamos no nosso cotidiano.

Esta é uma questão de dinâmica, onde precisamos identificar as relações entre as grandezas associadas à situação. Neste caso as grandezas são força e aceleração.

Sabemos, pela segunda lei de Newton, que a força é diretamente proporcional ao produto da massa pela aceleração.

Como em todos os experimentos a massa do passageiro é a mesma, então teremos que quanto maior é a aceleração maior será a força que o cinto irá exercer sobre o passageiro (força de frenagem).

Após identificar as grandezas e suas relações, o próximo passo é analisar o gráfico apresentado.

Se procuramos o cinto que oferece menor risco de lesão, então terá que ser o que apresenta menor aceleração, visto que no próprio enunciado do problema é sinalizado que quanto maior a força maior o risco de lesão.

Assim, chegamos à conclusão que será o cinto de número 2, pois é o que apresenta menor aceleração.

Alternativa correta b) 2.

2.Eletricidade e Energia

Torres de alta tensão

Neste tópico está incluída uma importante lei da Física, que é a conservação de energia, além dos fenômenos elétricos que estão muito presentes no cotidiano e sempre são cobrados na prova.

Saber reconhecer corretamente as diferentes transformações de energia que podem ocorrer ao longo de um processo físico será fundamental para resolver diversas questões relacionadas a este conteúdo.

Com muita frequência, as questões de eletricidade cobram o dimensionamento de circuitos elétricos e saber aplicar as fórmulas de tensão, resistência equivalente, potência e energia elétrica será muito importante.

Confira abaixo uma questão que caiu no Enem relacionada a este conteúdo:

Enem/2018

Muitos smartphones e tablets não precisam mais de teclas, uma vez que todos os comandos podem ser dados ao se pressionar a própria tela. Inicialmente essa tecnologia foi proporcionada por meio das telas resistivas, formadas basicamente por duas camadas de material condutor transparente que não se encostam até que alguém as pressione, modificando a resistência total do circuito de acordo com o ponto onde ocorre o toque. A imagem é uma simplificação do circuito formado pelas placas, em que A e B representam pontos onde o circuito pode ser fechado por meio do toque.

Questão Enem 2018 de resistores

Qual é a resistência equivalente no circuito provocada por um toque que fecha o circuito no ponto A?

a) 1,3 kΩ
b) 4,0 kΩ
c) 6,0 kΩ
d) 6,7 kΩ
e) 12,0 kΩ

Essa é uma questão de aplicação da eletricidade em um recurso tecnológico. Nela, o participante deverá analisar o circuito ao fechar apenas uma das chaves apresentadas no esquema.

A partir daí, será necessário identificar o tipo de associação de resistores e o que acontece com as variáveis envolvidas na situação proposta.

Como apenas a chave A foi conectada, então a resistência ligada aos terminais AB não estará funcionando. Desta forma, temos três resistências, duas ligadas em paralelo e em série com a terceira.

Finalmente, ao aplicar corretamente as fórmulas para o cálculo da resistência equivalente o participante encontrará a resposta correta, conforme indicado abaixo:

Primeiro calculamos a resistência equivalente da ligação em paralelo. Como temos duas resistência e elas são iguais, podemos usar a da seguinte fórmula:

R com p a r a l e l o subscrito fim do subscrito igual a R sobre 2 R com p a r a l e l o subscrito fim do subscrito igual a 4 sobre 2 R com p a r a l e l o subscrito fim do subscrito igual a 2 espaço k ómega maiúsculo

A resistência equivalente da associação em paralelo está associada em série com a terceira resistência. Sendo assim, podemos calcular a resistência equivalente desta associação fazendo:

Req = Rparalelo + R

Substituindo os valores das resistência, temos:

Req= 2 + 4 = 6 kΩ

Alternativa correta c) 6,0 kΩ.

3.Ondulatória

Para conseguir acertar as questões ligadas a este assunto, o participante deve ser capaz de reconhecer os eventos e utilização no cotidiano dos fenômenos ondulatórios.

Saber aplicar a equação fundamental da ondulatória, identificar as relações entre as grandezas envolvidas e conhecer os diversos fenômenos ondulatórios são requisitos fundamentais.

Veja como esse conteúdo é cobrado no Enem, acompanhando o exemplo abaixo:

Enem/2018

O sonorizador é um dispositivo físico implantado sobre a superfície de uma rodovia de modo que provoque uma trepidação e ruído quando da passagem de um veículo sobre ele, alertando para a situação atípica à frente, como obras, pedágios ou travessia de pedestres. Ao passar sobre os sonorizadores, a suspensão do veículo sofre vibrações que produzem ondas sonoras, resultando em um barulho peculiar. Considere um veículo que passe com velocidade constante igual a 108 km/h sobre um sonorizador cujas faixas são separadas por uma distância de 8 cm.

A frequência da vibração do automóvel percebida pelo condutor durante a passagem nesse sonorizador é mais próxima de

a) 8,6 hertz.
b) 13,5 hertz.
c) 375 hertz
d) 1 350 hertz.
e) 4860 hertz.

A questão relaciona ondas sonoras com movimento uniforme. Sendo assim, usaremos a fórmula da velocidade para esse tipo de movimento e a relação entre frequência e tempo.

É importante destacar que o participante deve, sempre nas questões de Física, estar atento às unidades de medida. Nesta questão, nem a velocidade, nem a distância estão no sistema internacional de medidas.

Portanto, isso deverá ser feito para que seja possível encontrar corretamente o valor da frequência.

Lembrando que para transformar km/h em m/s basta dividir por 3,6 e para transformar cm em m devemos dividir pro 100.

Sendo assim, os dados do problema ficarão:

v = 108 k/h = 30 m/s
d = 8 cm = 0,08 m

Considerando que a velocidade do carro ao passar pelo sonorizador é constante (movimento uniforme), usaremos a fórmula da velocidade para encontrar o intervalo de tempo que o carro levará para passar entre duas faixas consecutivas, ou seja:

v igual a d sobre t 30 igual a numerador 0 vírgula 08 sobre denominador t fim da fração t igual a numerador 0 vírgula 08 sobre denominador 30 fim da fração s

A vibração sonora será produzida cada vez que o carro passar pelas faixas, logo, o período da onda será igual ao valor que encontramos para o tempo.

Temos ainda que a frequência de uma onda é igual ao inverso do período, desta maneira, seu valor será igual a:

f igual a 1 sobre T f igual a numerador 1 sobre denominador começar estilo mostrar numerador 0 vírgula 08 sobre denominador 30 fim da fração fim do estilo fim da fração igual a numerador 30 sobre denominador 0 vírgula 08 fim da fração igual a 375 espaço h e r t z

Alternativa correta c) 375 hertz.

4.Termodinâmica

Termodinâmica

Neste assunto, mais uma vez é indispensável compreender as transformações de energia, pois questões que associam energia térmica com outros tipos de energia é muito comum.

Além disso, conhecer as leis da termodinâmica e o funcionamento de máquinas térmicas e refrigeradores também é importante.

Veja uma questão em que foi cobrado este conhecimento:

Enem/2016

O motor de combustão interna, utilizado no transporte de pessoas e cargas, é uma máquina térmica cujo ciclo consiste em quatro etapas: admissão, compressão, explosão/expansão e escape. Essas etapas estão representadas no diagrama da pressão em função do volume. Nos motores a gasolina, a mistura ar/combustível entra em combustão por uma centelha elétrica.

Questão Enem 2016 Termodinâmica

Para o motor descrito, em qual ponto do ciclo é produzida a centelha elétrica?

a) A
b) B
c) C
d) D
e) E

Para resolver essa questão é necessário analisar o gráfico e associar cada fase do ciclo aos pontos indicados. Conhecer o gráfico das diferentes transformações indicadas ajuda a entender essas fases.

No enunciado é indicado que cada ciclo é formado por 4 etapas diferentes, sendo elas: admissão, compressão, explosão/expansão e escape.

Podemos concluir que a admissão é a fase em que o motor aumenta o volume de fluido em seu interior. Notamos que essa etapa ocorre entre os pontos A e B.

Entre os pontos B e C ocorre uma redução no volume e um aumento na pressão. Esta fase corresponde a uma compressão isotérmica (lembrando do tipo de relação entre as grandezas temperatura, pressão e volume).

Do ponto C ao ponto D observamos no gráfico um aumento da pressão, mas sem variar o volume. Isto ocorre graças ao aumento da temperatura, devido à explosão provocada pela centelha elétrica.

Portanto, a centelha acontece no início desta etapa, que no gráfico é representado pela letra C.

Alternativa correta c) C.

5.Óptica

Prisma

Mais uma vez é fundamental entender os conceitos, que neste caso estão relacionados à luz e sua propagação.

Ter a capacidade de aplicar esse conhecimento em diversos contexto fará você ter mais chances de acertar as questões relacionadas a esse conteúdo.

Também é importante saber interpretar corretamente o enunciado da questão, as imagens e os gráficos, pois é comum que a resposta da questão possa ser encontrada através desta análise.

Confira abaixo uma questão de óptica que foi cobrada no Enem:

Enem/2018

Muitos primatas, incluindo nós humanos, possuem visão tricromática: três pigmentos visuais na retina sensíveis à luz de uma determinada faixa de comprimentos de onda. Informalmente, embora os pigmentos em si não possuem cor, estes são conhecidos como pigmentos "azul", "verde" e "vermelho" e estão associados à cor que causa grande excitação (ativação). A sensação que temos ao observar um objeto colorido decorre da ativação relativa dos três pigmentos. Ou seja, se estimulássemos a retina com uma luz na faixa de 530 nm (retângulo I no gráfico), não excitaríamos o pigmento "azul", o pigmento “verde” seria ativado ao máximo e o “vermelho” seria ativado em aproximadamente 75%, e isso nos daria a sensação de ver uma cor amarelada. Já uma luz na faixa de comprimento de onda de 600 nm (retângulo II) estimularia o pigmento “verde” um pouco e o “vermelho” em cerca de 75%, e isso nos daria a sensação de ver laranja-avermelhado. No entanto, há características genéticas presentes em alguns indivíduos, conhecidas coletivamente como Daltonismo, em que um ou mais pigmentos não funcionam perfeitamente.

Questão do Enem 2018 sobre ótica

Caso estimulássemos a retina de um indivíduo com essa característica, que não possuísse o pigmento conhecido como “verde”, com as luzes de 530 nm e 600 nm na mesma intensidade luminosa, esse indivíduo seria incapaz de

a) identificar o comprimento de onda do amarelo, uma vez que não possui o pigmento "verde".
b) ver o estímulo de comprimento de onda laranja, pois não haveria estimulação de um pigmento visual.
c) detectar ambos os comprimentos de onda, uma vez que a estimulação dos pigmentos estaria prejudicada.
d) visualizar o estímulo do comprimento de onda roxo, já que este se encontra na outra ponta do espectro.
e) distinguir os dois comprimentos de onda, pois ambos estimulam o pigmento “vermelho” na mesma intensidade.

Essa questão basicamente é resolvida pela análise correta do diagrama proposto.

No enunciado é informado que para que a pessoa perceba uma determinada cor é necessário que ocorra a ativação de determinados "pigmentos" e que no caso do daltônico alguns desses pigmentos não funcionam corretamente.

Portanto, pessoas com daltonismo não conseguem distinguir determinadas cores.

Observando o retângulo I, identificamos que ao estimular com uma luz na faixa de 530 nm a pessoa com daltonismo só terá ativação do pigmento "vermelho", com uma intensidade de aproximadamente 75%, pois o "azul" está fora desta faixa e ela não possui pigmento "verde".

Note ainda que o mesmo acontece com a luz na faixa de 600 nm (retângulo II), sendo assim a pessoa não é capaz de distinguir cores diferentes para esses dois comprimentos de onda.

Alternativa correta e) distinguir os dois comprimentos de onda, pois ambos estimulam o pigmento “vermelho” na mesma intensidade.

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Rosimar Gouveia
Rosimar Gouveia
Bacharel em Meteorologia pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) em 1992, Licenciada em Matemática pela Universidade Federal Fluminense (UFF) em 2006 e Pós-Graduada em Ensino de Física pela Universidade Cruzeiro do Sul em 2011.