Questões de Física (ENADE) — ENADE 2005

Um pêndulo de massa m suspenso num pivô de massa M pode se deslocar, sem atrito, numa barra horizontal. A haste do pêndulo tem comprimento L e sua massa pode ser desprezada em comparação com m e M. Denotando a posição do pivô X, as coordenadas de m no referencial do pivô por x e y e a derivada parcial por ponto, pode- se afirmar corretamente que

Um certo número de moles de argônio é submetido a uma expansão isotérmica A ? B, absorvendo uma quantidade de calor de 66 J. O sistema retorna ao estado inicial A, passando pelo estado C, conforme representado no diagrama abaixo. Considere o argônio como um gás ideal monoatômico e as afirmações que seguem. I. Na transformação A ? B o gás realiza uma quantidade de trabalho 40 J e a sua energia interna diminui 66 J. II. Na transformação B ? C o gás cede 100 J de calor para a vizinhança e a sua energia interna diminui 60 J. III. Na transformação C ? A o gás absorve 60 J de calor, enquanto que a sua energia interna aumenta 60 J. Está correto o que se afirma em

Um caminhão de 6 toneladas colidiu frontalmente com um automóvel de 0,8 toneladas. Na investigação sobre o acidente, o motorista do caminhão disse que estava com velocidade constante de 20 km/h e pisou no freio a certa distância do automóvel. Já o motorista do automóvel disse que estava com velocidade constante de 30 km/h no momento da colisão. A perícia constatou que o carro realmente colidiu com a velocidade mencionada e os veículos pararam instantaneamente, ou seja, não se deslocaram após o choque. Pode-se afirmar que o motorista do caminhão

Um professor de Física do ensino médio pretende iniciar um novo assunto e gostaria de despertar o interesse de seus alunos utilizando uma atividade experimental didática. Ele discute com seus colegas e recebe sugestões de como encaminhar essa apresentação na aula. A sugestão que está de acordo com as tendências atuais no ensino de Física em relação à atividade experimental é o de

Vários resultados recentes da cosmologia observacional indicam a existência de buracos negros no núcleo ativo de galáxias. A densidade de um buraco negro pode ser estimada, de acordo com a Lei da Gravitação Universal de Newton, calculando-se a velocidade de escape de uma ?partícula" deslocando-se com a velocidade da luz, no campo gravitacional do buraco negro. Pode-se afirmar que a existência de buracos negros

Um observador monta uma experiência com o propósito de medir a amplitude do campo elétrico da radiação emitida por uma lâmpada incandescente. Lâmpadas de diferentes potências P são analisadas. Para cada lâmpada, medidas com diferentes distâncias ( L ) são efetuadas. As distâncias do observador para a lâmpada são suficientemente grandes de tal maneira que a mesma pode ser considerada como um emissor pontual de ondas eletromagnéticas em todas as direções do espaço. Pode-se afirmar que o observador medirá a amplitude do campo elétrico

Nos PCN estão relacionadas as principais competências em Física esperadas ao final da escolaridade básica e uma discussão dos possíveis encaminhamentos e suas diferentes compreensões (sentido), ressaltando os aspectos que as tornam significativas através de situações que as exemplificam (detalhamento). Exemplos de Sentidos e Detalhamentos em Física I. Frente a uma situação ou problema concreto, reconhecer a natureza dos fenômenos envolvidos, situando-os dentro do conjunto de fenômenos da Física e identificar as grandezas relevantes, em cada caso. Assim, diante de um fenômeno envolvendo calor, identificar fontes, processos envolvidos e seus efeitos, reconhecendo variações de temperatura como indicadores relevantes. II. Compreender que tabelas, gráficos e expressões matemáticas podem ser diferentes formas de representação de uma mesma relação, com potencialidades e limitações próprias, para ser capaz de escolher e fazer uso da linguagem mais apropriada em cada situação, além de poder traduzir entre si os significados dessas várias linguagens. III. Acompanhar o noticiário relativo à ciência em jornais, revistas e notícias veiculadas pela mídia, identificando a questão em discussão e interpretando, com objetividade, seus significados e implicações para participar do que se passa à sua volta. Para satisfazer os ?sentidos e detalhamentos" expressos em I, II e III, deve-se optar por trabalhar em sala de aula, com as seguintes competências:

Em um dia de inverno, uma estudante correu durante 1,0 hora, inspirando ar, à temperatura de 12 °C e expirando-o à 37 °C. Suponha que ela respire 40 vezes por minuto e que o volume médio de ar em cada respiração seja de 0,20 m 3 . A quantidade estimada de calor cedida pela estudante ao ar inalado durante o período do exercício, em joules, é de

O uso da técnica PET (Positron Emission Tomography) permite obter imagens do corpo humano com um nível de detalhamento que não pode ser obtido com técnicas tomográficas convencionais. A base deste método é a utilização de um composto marcado com um elemento radioativo. O elemento radioativo decai por emissão ? + (pósitron). Quando praticamente em repouso, o pósitron captura um elétron, decaindo através da emissão de dois raios y (processo de aniquilação). Para a obtenção de imagens do cérebro, utiliza-se a fluorodeoxiglicose (FDG), marcada com átomos de 18 F. O tempo de meia vida (t1/2) do 18 F é de 110 minutos. Suponha que numa tomografia PET, n0 moléculas de FDG marcadas sejam administradas a um paciente. O tempo de duração do exame é de 55 minutos. É correto afirmar que

A introdução da constante h por Planck, para interpretar o espectro de radiação de um corpo negro em função de sua frequência e temperatura, era de início uma hipótese provisória, segundo ele próprio, mas que acabou por tornar-se definitiva e dar origem a uma nova física. Entre as muitas razões para que o caráter provisório dessa constante se tornasse definitivo, foi a sua utilização como apoio teórico para a

Um sólido cristalino pode ser descrito, de uma maneira simplificada, por um conjunto de partículas independentes, vibrando todas com a mesma frequência angular ?, em torno de suas posições de equilíbrio, como osciladores harmônicos, em cada uma das direções. Embora o tratamento do sistema em um espaço tridimensional não acarrete maiores complicações, nos restringiremos aqui a uma abordagem do problema unidimensional. Para temperaturas muito baixas, a maioria dos átomos se encontra na posição de equilíbrio, no estado de menor energia ?0 (x), com energia E0 = h?/ 2 À medida que a temperatura aumenta, vibrações harmônicas surgem, de tal forma que as partículas passam a ocupar estados excitados ?n (x) com energia En = (n + 1/2)?h . Considere uma partícula deslocada de sua posição de equilíbrio com x = [h /(m?)] 1/2 , onde m representa a massa da partícula. Pode-se afirmar que a probabilidade de que esta partícula se encontre no

Considere as seguintes proposições no contexto da Teoria da Relatividade Restrita: I. A magnitude da velocidade da luz independe do movimento relativo entre a fonte emissora e o observador. II. Um evento simultâneo em um referencial S será sempre simultâneo em um referencial S', que se move com velocidade constante em relação a S. III. Uma partícula que possui energia e momento linear não nulos possui, necessariamente, massa de repouso não nula. Pode-se afirmar que SOMENTE

O Programa Nacional do Livro do Ensino Médio (PNLEM), recém lançado pelo Governo Federal, faz a avaliação dos livros didáticos e os recomenda, ou não, para a adoção pelas escolas públicas. No edital de convocação para aquisição de livros no ano de 2007 estão expostos alguns critérios eliminatórios, entre eles, o seguinte: Suponha que três livros didáticos de física apresentem a expressão da relação da força de atrito cinético com a força normal da seguinte forma: Analisando essas expressões e baseados nos critérios apresentados, pode-se afirmar que

Em um jogo de futebol, um jogador fez um lançamento em profundidade para o atacante. Antes de chegar ao atacante, a bola toca o gramado e ele não consegue alcançá-la. Um conhecido locutor de televisão assim narrou o lance: ?a bola quica no gramado e ganha velocidade". Considere as possíveis justificativas abaixo para o aumento da velocidade linear da bola, como narrou o locutor. A velocidade linear da bola

I. sempre aumenta, pois independentemente do tipo de choque entre a bola e o solo, ao tocar o solo a velocidade de rotação da bola diminui. II. pode aumentar, se a velocidade angular da bola diminuir no seu choque com o solo. III. aumenta quando o choque é elástico e a bola aumenta a sua energia cinética de rotação. Está correto o que se afirma em

Em 1935, Yukawa postulou a existência de um novo tipo de partícula com uma vida média, em repouso, da ordem de 10 ?6 s e cuja massa de repouso seria 200 vezes maior do que a massa de repouso do elétron. Essa partícula, batizada posteriormente de múon, foi observada experimentalmente, em 1947, pela equipe de Frank Powell, da qual fazia parte o físico brasileiro César Lattes. Suponha que os múons sejam produzidos por raios cósmicos, a 21 km da superfície da Terra com velocidades próximas à velocidade da luz. Considere as seguintes afirmações: I. A observação dos múons foi feita em balões a grandes altitudes, pois seu tempo de viagem à superfície da Terra é muitas vezes superior à sua vida média. II. Os múons podem ser observados na superfície da Terra, pois a distância de 21 km no referencial do múon é contraída pelo fator y de Lorentz. III. A energia do múon, medida por um observador na Terra, é da ordem de 200 vezes a energia de repouso do elétron. É verdadeiro SOMENTE o que se afirma em

Considere as seguintes possibilidades para o sentido da corrente induzida no anel, Ianel, e para a direção do campo magnético B resultante que atua sobre ele. Pode-se afirmar que o anel

Em virtude de graves acidentes ocorridos recentemente, realizaram-se dois ensaios para testar a segurança de praticantes de bungee jump utilizando uma pedra de massa M = 60 kg, presa à extremidade de uma corda elástica, solta de uma ponte de altura H = 60 m, acima da superfície de um rio. Suponha que a corda no estado relaxado, tenha comprimento L = 30 m e se alongue de acordo com a lei de Hooke, com constante elástica k = 150 N/m. No ensaio A foram medidas a elongação máxima da corda (d), a menor distância atingida pela pedra em relação à superfície do rio (h) e no ensaio B, a posição de equilíbrio da pedra (l), conforme o esquema abaixo.

Adotando g = 10 m/s 2 e desprezando a resistência do ar, pode-se afirmar que os valores de d, h e l, medidos em metros são, respectivamente,

O trecho abaixo, extraído de um texto de Ampère de 1820, é considerado por muitos historiadores como um dos trabalhos seminais do eletromagnetismo. Considere as afirmações a seguir: I. Ampère apenas refez a famosa experiência de Oersted com novos equipamentos. II. Ampère apresenta argumentos sobre a equivalência entre ímãs e equipamentos percorridos por corrente elétrica. III. Ampère apresenta resultados experimentais que contradizem as experiências realizadas por Oersted. A partir do texto pode-se afirmar que SOMENTE

O elemento hélio pode apresentar-se na forma de dois isótopos estáveis: átomos He 4 , com spin total 0 (bósons),e átomos He 3 , com spin total 1/2 (férmions). A baixas temperaturas (menores que 5K), notam-se diferenças significativas em diversas propriedades termodinâmicas, medidas em sistemas constituídos por um dos dois isótopos acima, como por exemplo, temperatura de liquefação e viscosidade. Considere as seguintes afirmativas: I. As diferenças fundamentais entre os dois sistemas acima são conseqüência direta do princípio de exclusão de Pauli se aplicar apenas para o He 3 . II. O princípio de exclusão de Pauli vale para ambos He 3 e He 4 e as diferenças acima são consequência das diferentes massas destes isótopos. III. As diferenças entre as propriedades termodinâmicas do He 3 e He 4 tornam-se irrelevantes à medida que a temperatura for aumentada gradativamente. Está correto SOMENTE o que se afirma em

Sabendo que a energia armazenada na bobina é dada por E = LI 2 /2, pode-se afirmar que a potência dissipada na bobina é nula

Em uma carta à revista American Journal of Physics (Am. J. Phys. v. 63, janeiro/1995), Roy Glauber, Prêmio Nobel de Física deste ano, discute a interpretação de resultados de experiências sobre interferência de fótons, que visam contradizer a seguinte afirmação de Paul Dirac, também Prêmio Nobel de Física, sobre a experiência de Michelson: ?Cada fóton só interfere consigo mesmo. A interferência entre dois fótons não pode ocorrer nunca". Numa das experiências comentadas por Glauber, cientistas franceses obtiveram franjas de interferência entre dois lasers distintos, mas bem sintonizados entre si, e interpretaram o resultado como interferência entre fótons. Tendo em vista esses resultados experimentais, considere as seguintes ponderações. I. A afirmação de Dirac está incorreta, pois seu argumento só se aplica à interferência quântica. II. Em relação aos fótons, a interferência quântica e a interferência clássica são fenômenos idênticos. III. A afirmação de Dirac está correta contrariando a interpretação dos cientistas franceses. Estão corretas SOMENTE as ponderações

Um professor propõe aos seus alunos o seguinte problema: Um automóvel de passeio tem velocidade constante de 72 km/h em uma estrada retilínea e horizontal. Sabendo que o módulo da resultante das forças de resistência ao movimento do automóvel é, em média, de 2 x 10 4 N, determine a potência média desenvolvida pelo motor desse automóvel. Esse problema é

Dispõe-se de duas bolas maciças, isoladas, de mesmo raio, uma de cobre e outra de vidro. As bolas têm cargas positivas iguais e encontram-se em equilíbrio eletrostático. Supondo-se que a distribuição de cargas na esfera de vidro seja uniforme, pode-se afirmar que, para pontos no interior das esferas,

Suponha que um motor funcione como uma máquina térmica em um ciclo de Carnot, entre a temperatura T1 (fonte fria) e a temperatura T2 (fonte quente). Nessas condições, o seu rendimento é de 40%. Se T2 aumentar 20%, pode-se afirmar que

Suponha que um professor leve à sala de aula as duas fotos abaixo que representam uma bexiga antes e depois de ser imersa em nitrogênio líquido.

Em seguida, com a participação dos alunos, ele elabora o enunciado de um problema a respeito dessas fotos procurando orientá-los para que levem em consideração todos os aspectos que julga relevantes em função do conteúdo que pretende trabalhar. Essa metodologia é recomendada pelos pesquisadores em ensino de ciências, entre outras razões, por garantir o envolvimento do aluno na resolução do problema, além de desenvolver a habilidade de levantar hipóteses. Neste exemplo, o professor pretende trabalhar o seguinte conteúdo:

A Teoria da Relatividade de Einstein é considerada como um conhecimento físico com pequeno impacto na tecnologia. No entanto, o GPS (Global Position System), um dos equipamentos mais modernos da tecnologia atual, considera os conteúdos desta teoria. Analise os itens abaixo relacionados à Teoria da Relatividade. I. A contração dos comprimentos e a inexistência do éter. II. A deformação do espaço-tempo decorrente da massa da Terra. III. A constância da velocidade da luz como seu princípio básico. São considerados na construção do GPS, SOMENTE