SIMULADO PRÉ-ENEM - FÍSICA

Rede Agostiniana de Educação / Irmãs Agostinianas Missionárias

COLÉGIO NOSSA SENHORA DO BOM CONSELHO

01- A figura I mostra um gerador eólico, no qual o vento põe em movimento uma hélice que está acoplada ao eixo de um gerador elétrico. De um modo geral, a quantidade de energia convertida com esse tipo de gerador cresce com a velocidade do vento, até uma velocidade crítica em que surge turbulência em torno das pás da hélice, provocando uma queda abrupta de rendimento. A figura II mostra o gráfico da potência fornecida por um gerador eólico, em função da velocidade do vento.

Com base no gráfico apresentado, considere as proposições que se seguem:(1) Para velocidades do vento inferiores a 4 m/s, o gerador eólico não funciona.(2) A potência máxima desse gerador eólico ocorre para uma velocidade do vento da ordem de 14m/s.(3) Não existem duas velocidades distintas do vento para as quais a potência eólica seja a mesma.Responda mediante o código:A) apenas (1) está correta.B) apenas (2) está correta.C) apenas (3) está correta.D) apenas (1) e (3) estão corretas.E) apenas (1) e (2) estão corretas.

02- No mundo real, existem obstáculos para a observação de um movimento uniforme, diante da presença tão comum das forças de atrito e de resistência do ar.Um paraquedista, partido do repouso e em trajetória vertical, tem uma fase inicial de movimento acelerado (praticamente uma queda livre), com o paraquedas fechado; em seguida, ocorre uma fase de movimento retardado, com a abertura do paraquedas; e finalmente assume um movimento uniforme, atingindo a velocidade escalar limite da ordem de 5 m/s (18 km/h)A) Na fase de movimento acelerado, a velocidade e a aceleração escalares têm sinais opostos.B) Na fase de movimento retardado, o módulo da velocidade aumenta com o tempo.C) Após atingir a velocidade limite, a aceleração escalar torna-se constante e não nula.D) Após atingir a velocidade limite, o paraquedista desce 1,8 km a cada 6 minutos.E) o impacto do chão no paraquedista corresponderia a ser atropelado por um ônibus a 5 km/h.

03- É recente o lançamento no mercado automobilístico de automóveis cujos motores funcionam tanto com álcool quanto com gasolina ou com os dois combustíveis misturados. São os chamados ―autos bicombustíveis‖. Considere as informações sobre o álcool e a gasolina apresentadas a seguir. I — O álcool é uma fonte de energia renovável e a sua combustão completa não deixa resíduos poluentes na atmosfera.

II — A gasolina é uma fonte de energia não renovável e a sua combustão deixa resíduos poluentes na atmosfera, como o monóxido de carbono, óxido de enxofre e outros. III — Na cidade, com gasolina, o modelo de automóvel Astra roda 10,0km por litro, média que cai para 7,2km por litro com álcool. IV — Os preços do litro de gasolina e de álcool são respectivamente R$2,00 e R$1,00. De acordo com essas informações, assinale a alternativa correta. A) O proprietário de um automóvel bicombustível, se estiver atento ao problema da poluição atmosférica, dará preferência à gasolina. B) O proprietário de um automóvel bicombustível cujo tanque tem 50L, caso viaje por uma estrada em que postos de combustível são separados por 400 km, deve abastecê-lo com álcool. C) Para o proprietário de um automóvel bicombustível, o uso do álcool como combustível não traz nenhuma compensação, pois o seu consumo é maior que o de gasolina. D) O proprietário de um automóvel bicombustível deve dar preferência ao uso do álcool como combustível, pois, apesar do maior consumo, não polui, custa menos e é uma fonte de energia renovável. E) O proprietário de um automóvel bicombustível deve usar gasolina, pois esse combustível melhora o desempenho do veículo.

04- A maratona consiste em uma modalidade de corrida de longa distância com um percurso oficial de 42,195km. A maratona masculina foi uma das modalidades olímpicas originais em 1896. A maratona feminina foi instituída nas Olimpíadas de Los Angeles, em 1984. http://esporte.hsw.uol.com.br/resumo-maratona-olimpiada.htm O gráfico abaixo representa as posições de 3 corredores de uma maratona em função do tempo. O percurso total da maratona é de 42 km. Que corredor venceu a maratona e qual o que cruzou a linha de chegada com menor velocidade, respectivamente?A) A e B B) A e C C) C e A D) C e B E) B e A

05- Considere as informações:I — A usina solar, através do uso de painéis fotovoltaicos, transforma a energia luminosa em energia elétrica.II — No Brasil, com adequadas condições atmosféricas, a iluminação máxima aferida ao meio-dia num local situado ao nível do mar tem intensidade por volta de 1kW/m2.III — O rendimento total do sistema da usina solar é de aproximadamente 10%.IV — Em nosso país, apenas no setor residencial, em um único dia, o consumo de energia elétrica é da ordem de 2x105 kWh.Suponha um caso ideal em que, numa determinada região, a iluminação média durante o dia seja igual à máxima e que haja iluminação do Sol durante, aproximadamente, 10 horas. Determine a mínima área construída de painéis fotovoltaicos que devem ser dispostos nesse local para que forneça a energia elétrica necessária para abastecer o consumo residencial brasileiro:A) 200m2 B) 2000m2

C) 20000m2 D) 200000m2 E) 2000000m2

06- O holandês Mauritus Cornelis Escher (1898-1970) dedicou toda a vida às artes gráficas. Um de seus impressionantes trabalhos é a gravura “Uma mão com a esfera”, reproduzida ao lado, em que aparece uma esfera refletora que está na mão do artista.Tendo em vista os conceitos de Óptica Geométrica, é correto afirmar que Escher:A) não foi fiel à realidade, pois, como se trata de uma superfície refletora convexa, a imagem não deveria apresentar a reversão.B) retratou uma imagem de natureza virtual, revertida e menor que o objeto, configurando que a superfície refletora apresenta forma convexa.C) certamente levou em conta que a superfície refletora apresenta formato côncavo.D) ignorou as leis da Óptica, pois retratou uma imagem distorcida em relação ao objeto.E) retratou uma imagem de natureza real.

07- A potência elétrica consumida por uma cidade A em função da hora do dia é mostrada no diagrama abaixo.

A cidade A possui uma única usina hidrelétrica, responsável pelo fornecimento de energia elétrica para atender toda a sua demanda. Essa usina tem 10 geradores responsáveis pela conversão de energia, sendo 10 MW a potência útil para cada gerador. Além disso, todos os geradores podem funcionar ao mesmo tempo.Analise estas informações:I — Para atender a demanda de energia da cidade A, é necessário que sempre estejam em funcionamento pelo menos dois geradores da usina ao mesmo tempo.II — Essa usina ainda tem capacidade suficiente para fornecer energia elétrica a outra cidade menor, B, que apresente um consumo máximo de 15 MW.III — Mesmo que a cidade A tivesse um crescimento de 30% no consumo de energia em todos os horários do dia, ainda seria possível atender seu novo total de potência elétrica consumida.Das informações acima, está(ão) correta(s):A) apenas I. B) apenas II. C) todas. D) apenas I e II. E) apenas II e III.

08- Leia o texto a seguir:Em condições normais, de não ocorrência do fenômeno “El Nino”, os ventos sopram sobre o oceano Pacífico em direção ao oeste. Esses ventos forçam as águas quentes superficiais em direção ao Pacífico Ocidental, de tal modo que a temperatura do mar é cerca de 8ºC maior na região ocidental, tornando-se mais fria próximo à costa da América do Sul, devido à ascensão de águas mais frias oriundas das profundezas do oceano. Essa água fria é rica em nutrientes, permitindo altos níveis de

produtividade primária, ecossistemas marinhos diversificados e grande piscosidade. O deslocamento da fonte de calor correspondente às águas mais quentes em direção ao leste resulta em grandes mudanças na circulação da atmosfera global. Isso provoca mudanças no clima em regiões bem afastadas do Pacífico Tropical.Sabe-se que cada 1 grama de água perde, aproximadamente, 4,2J de energia térmica, ao esfriar de 1ºC. Considere que 1 tonelada de água marinha seja empurrada pelos ventos oceânicos em direção ao Pacífico Ocidental. Suponha que, ao atingir essa região, essa massa de água seja resfriada até que sua temperatura atinja o mesmo valor referente às águas da porção oriental. Nesse processo, essa porção de água transferiria ao ambiente uma quantidade de energia térmica aproximada de:A) 33,6J B) 33,6x106J C) 42,0x103JD) 42,0x106J E) 80,0x106J

09- A maioria dos televisores e monitores de computador utiliza um tubo de raios catódicos para funcionar. No interior do “canhão acelerador”, os elétrons são acelerados graças à ação de um campo elétrico. Após abandonarem o canhão a certa velocidade, os elétrons são desviados pela ação de um campo magnético. Posteriormente, eles colidem contra a tela, que em geral é revestida de material fosforescente. A colisão entre os elétrons e os átomos de fósforo presentes na tela provoca emissão de luz. É possível considerar que há vácuo na região compreendida entre o canhão e a tela, uma vez que a presença de gás nessa região é bastante reduzida. Assim sendo, praticamente não há perda de energia cinética dos elétrons ao atravessarem essa região.Com base nessas informações, assinale a alternativa correta.A) Dentro do canhão, o ganho de energia cinética por parte do elétron ocorre pela ação do campo magnético.B) De acordo com a figura, o campo elétrico na região interna do canhão deve apresentar componente horizontal para a direita.C) A velocidade vetorial do elétron não varia na região entre o canhão e a tela.D) Devido à diferença de pressão interna e externa, é conveniente que as paredes do tubo não sejam frágeis.E) Dentro do canhão, não há variação de energia cinética dos elétrons.

10- Considere as afirmações a seguir:I- Usinas eólicas transformam a energia proveniente dos ventos em energia elétrica.II- O cálculo do consumo da energia elétrica pode ser feito por meio da expressão: E = (Potência) x (Intervalo de tempo). Para potência expressa em kW (quilowatt) e intervalo de tempo em h(hora), a unidade de energia é kWh (quilowatt-hora)III- Gráfico de custo, em dólares, de energia elétrica produzida pelas usinas eólicas com o passar dos anos:

IV- A primeira usina eólica piloto foi instalada em Fernando de Noronha em 1992, por ocasião da Conferência do Meio Ambiente. Essa usina gerava, em média, 75 kW de potência elétrica. Determine o custo aproximado, em dólares, da energia produzida pela usina instalada em Fernando de Noronha por dia.Suponha que, por ser um projeto antigo, a usina produza energia elétrica nos mesmos custos que no ano de 1987.A) 90 B) 180 C) 0,05 D) 0,10 E) 75

11- Uma lente esférica é um sistema óptico refrator, responsável pela formação de imagens. Para as lentes, é usual a simbologiaf, p e p’, em que:• f corresponde à distância focal da lente, acrescida de um sinal positivo ou negativo que depende do comportamento óptico da lente. Para lente convergente f > 0 e para lente divergente f < 0. Imersa em um determinado meio (ar, por exemplo), a distância focal da lente depende exclusivamente das características da lente.• p corresponde à distância do objeto real à lente.• p’ corresponde à distância da imagem à lente, associada a um sinal positivo ou negativo que depende da natureza da imagem. Para imagens reais p’ > 0 e para imagens virtuais p’ < 0.Sob determinadas condições, é válida a equação: 1/f = 1/p + 1/p’Considere que uma determinada lente do tipo convergente esteja sendo usada somente para formar uma imagem real a partir de um objeto real.Nessas condições:A) ao se aproximar o objeto da lente, a imagem se afasta, de modo que a distância entre o objeto e a imagem permaneça constante.B) ao se aproximar o objeto da lente, a imagem se afasta, mas a distância entre o objeto e a imagem não permanece constante.C) se a distância entre o objeto e a lente diminui de D, a distância entre a imagem e a lente também diminui de D.D) mesmo alterando-se a posição do objeto, a posição da imagem permanece constante.E) alterando-se a posição do objeto, não há mais formação de imagem.

12- As marias-fumaças, que foram um meio de transporte bastante eficiente durante o século XIX e parte do século XX, atualmente são usadas como atrações turísticas em diversas cidades do mundo. Nas locomotivas desses trens é possível identificar a conversão de parte da energia térmica fornecida pela queima de carvão em energia mecânica, que é a energia útil.Nos dispositivos de uso cotidiano, listados a seguir, também podemos identificar a relação entre a energia fornecida e a energia útil:I- Ferro elétrico de passar roupa II- Motor elétrico de uma enceradeira III- Bateria solar de calculadora A) energia elétrica → energia mecânicaB) energia luminosa → energia elétricaC) energia elétrica → energia térmica A correta associação entre os dispositivos e as transformações de energia é:A) III-A, II-B, I-C. B) I-A, II-B, III-CC) II-A, I-B, III-C D) II-A, III-B, I-C. E) III-A, I-B, II-C.

13- A notícia a seguir foi publicada na Internet em março de 2004: Astrônomos encontram possível décimo planeta do Sistema SolarUm objeto gelado a 13 bilhões de quilômetros da Terra pode ser o décimo planeta do Sistema Solar. Chamado de Sedna, o planetóide possui entre 1.290 e 1.770 quilômetros de diâmetro — o equivalente a três quartos do tamanho de Plutão. De

acordo com os astrônomos, Sedna é o maior e mais distante objeto já descoberto no Sistema Solar desde Plutão, que está a 6 bilhões de quilômetros do Sol.

Na tabela:D é a distância do planeta ao Sol, tomando-se como unidade a distância da Terra ao Sol. Netuno, por exemplo, está 30 vezes mais distante do Sol do que a Terra.P é o período de tempo (em anos) que o planeta leva para completar uma volta em torno do Sol. Plutão, por exemplo, demora quase 2 séculos e meio!R é o raio do planeta, tomando-se o da Terra como referência. Saturno, por exemplo, tem um raio quase 10 vezes maior que o da Terra.M é a massa do planeta comparada com a da Terra, que é adotada como unitária. A massa de Marte, por exemplo, é um pouco mais que um décimo da massa da Terra.Com base na notícia e na tabela, podemos concluir que Sedna:A) tem raio certamente maior que o de Mercúrio.B) tem massa quase igual à da Terra.C) deve levar vários séculos para completar uma volta em torno do Sol.D) tem uma órbita em torno do Sol cuja duração deve estar entre a de Júpiter e a de Saturno.E) é maior que qualquer outro planeta do Sistema Solar

14- Quando um corpo faz movimentos constantes em um dado tempo, como a corda de um violão, um pêndulo de relógio, chamamos de oscilação. Existe uma área da física, específica para o estudo destes movimentos harmônicos, chamada de oscilações, que é amplamente usada em outras áreas do conhecimento e no nosso dia a dia. As catástrofes naturais sísmicas, como o terremoto que atingiu o Japão em 2011, são exemplos desses movimentos oscilatórios gerados pelo choque ou deslocamento entres placas tectônicas na superfície da terra. Embora existam explicações científicas bem detalhadas sobre estes fenômenos, o que se noticia em alguns meios de comunicação é um grave evento natural que ocorreu devido às mudanças climáticas, apontando como grande vilão causador da catástrofe o “aquecimento global”. Estas explicações ganham notoriedade e conhecimento do público e muitos acabam difundindo esta informação sem refletir mais profundamente sobre o fato. Entretanto, muitas vezes, os conhecimentos práticos das pessoas acabaram se transformando em conceitos científicos, como a ideia de que o som é uma espécie de oscilação do meio (ar) que se propaga; da mesma forma que as ondas de uma poça d’água quando jogamos uma pedra. Considerando esta área de estudo da física, os conhecimentos de senso comum (populares) sobre este tema e os conceitos científicos construídos ao longo do tempo, assinale qual das passagens da História da Ciência abaixo NÃO têm relação com os movimentos oscilatórios. A) Em 1935, o sismólogo americano Charles Francis Richter desenvolveu uma escala logarítmica para medir a intensidade de terremotos. Esta escala recebeu, por isso, seu nome. B) Em 1533, o matemático e astrônomo polonês Nicolau Copérnico defendeu em seu livro “Sobre as Revoluções dos

Corpos Celestes” que o movimento de nascer e por do sol é por conta de a Terra girar em torno dele e não o contrário. C) Por volta de 1920, o engenheiro americano Charles Brady King projetou e inventou a britadeira, uma máquina pneumática usada até hoje para quebrar o solo. D) O físico alemão Otto von Guericke, em 1650, provou que o som não se propaga no vácuo. E) A capacidade de esticar e contrair que uma mola tem ao ser puxada é estudada pela Lei de Hooke, desenvolvida pelo físico inglês de mesmo nome, em 1660.

15- O consumo de combustível para um automóvel depende, entre outros fatores, da velocidade média desenvolvida pelo automóvel. Um estudo recente sobre o consumo de combustível de certo automóvel da marca X, revelou dados que são mostrados no gráfico a seguir. Um proprietário de um automóvel desta marca X fará uma viagem de 360 km, economizando o máximo possível de combustível. Considerando que a viagem seja feita com velocidade praticamente constante, o consumo total de combustível e a duração da viagem serão, respectivamente:

A) 18L; 4,5h B) 36L; 3,6h C) 36L; 4,5hD) 60L; 9,0hE) 60L; 3,0h

16- A gasolina é vendida por litro, mas em sua utilização como combustível, a massa é o que importa. Um aumento da temperatura do ambiente leva a um aumento no volume da gasolina. Para diminuir os efeitos práticos dessa variação, os tanques dos postos de gasolina são subterrâneos. Se os tanques não fossem subterrâneos: I. Você levaria vantagem ao abastecer o carro na hora mais quente do dia, pois estaria comprando mais massa por litro de combustível. II. Abastecendo com a temperatura mais baixa, você estaria comprando mais massa de combustível para cada litro. III. Se a gasolina fosse vendida por kg em vez de por litro, o problema comercial decorrente da dilatação da gasolina estaria resolvido. Destas considerações, somente: A) I é correta. B) II é correta. C) III é correta. D) I e II são corretas. E) II e III são corretas.

17- Japão inicia racionamento de energia para evitar apagão pós-tsunami“Grandes empresas terão que consumir 15% a menos em horário comercial, de segunda a sexta”. O governo japonês deu início nesta sexta-feira (1º) à medida que restringe o consumo de energia elétrica das empresas que a utilizam em larga escala, na tentativa de evitar a escassez de energia no verão e, consequentemente, os apagões. A decisão é consequência dos danos causados às usinas nucleares instaladas na Região

Noroeste do arquipélago pelo terremoto seguido de tsunami no dia 11 de março deste ano.‘Nosso objetivo para os meses entre julho e setembro é reduzir o gasto com energia elétrica em 15% (em relação ao consumo do ano passado) independentemente de saber se o consumidor é um grande usuário, pequeno ou mesmo doméstico’, disse à imprensa japonesa o secretário-chefe do gabinete, Yukio Edano.”.O texto aponta para a possibilidade de que o racionamento de energia seja feito também para consumidores domésticos. Considere que determinada família japonesa consome em média 300kWh mensais, sendo que 50% desse consumo é devido a um aparelho de ar condicionado, cuja potência é de 2000W. Para cumprir a determinação governamental, decidiram que iriam economizar reduzindo apenas o uso deste aparelho, mantendo os demais equipamentos em funcionamento normal. Para tal, o máximo intervalo de tempo que este pode permanecer ligado em um mês é:A) 20h B) 35,5h C) 52,5h D) 75h E) 150h

18- Na maioria das indústrias do mundo, bem como nas residências, as máquinas térmicas são muito importantes. Elas tem como princípio a conversão de calor em energia mecânica. O segundo princípio da termodinâmica estabelece as condições em que é possível a transformação de calor em trabalho, completando, dessa forma, o primeiro princípio, que trata apenas da equivalência entre o calor e o trabalho. Dentre as opções abaixo, marque a única que representa uma máquina térmica.A) Forno micro-ondas. B) Ferro passar roupas. C) Geladeira. D) FogãoE) Chuveiro elétrico.

19- Hoje, parece evidente que muitas fontes de energia primária deveriam colaborar para suprir as necessidades nacionais de produção de eletricidade, embora também seja evidente que por muito tempo esta necessidade ainda continue a ser suprida pelo abundante potencial hídrico ainda disponível. A opção da atual administração para compensar o problema de geração concentrada em pontos distantes das zonas de consumo foi a adoção do gás natural. Esta opção, ao contrário da energia nuclear, tem custos de investimentos baixos, mas custos de produção elevados. Todas as fontes de energia têm problemas ambientais e ameaças de riscos a seres humanos, em uma escala de riscos humanos e ambientais. Quais as fontes energéticas mais seguras para o homem e o meio ambiente, em ordem decrescente de problemas? A) Energia hidroelétrica, energia termoelétrica, energia nuclear. B) Energia nuclear, energia termoelétrica, energia hidrelétrica. C) Energia nuclear, energia eólica, energia hidrelétrica. D) Energia eólica, energia nuclear, energia hidrelétrica. E) Energia nuclear, energia eólica, energia termoelétrica.

20- Adriano, preocupado com o valor cobrado em sua “conta de luz”, decidiu verificar o consumo de energia elétrica mensal de sua casa. Resolveu analisar um cômodo de cada vez, começando pelo seu quarto. Para tanto, ele verificou a potência de seus equipamentos e mediu o intervalo de tempo que eles ficavam ligados. Para seu controle, Adriano montou a seguinte tabela:Assinale a opção que mostra a quantidade de energia elétrica consumida no quarto de Adriano em um mês. (Considere 1 mês = 30 dias).A) 0,945kWh B) 945kWh C) 5665kWhD) 5,665kWh E) 28,35kWh