Revisão ENEM: gravitação, energia e calor

Física, 3ª série: Revisão ENEM: gravitação, energia e calor

1. Para treinar astronautas, agências espaciais usam aviões que fazem voos parabólicos: depois de subir, o avião segue, por cerca de 20 segundos, a mesma trajetória que um projétil sem resistência do ar seguiria. Nesse intervalo, os ocupantes flutuam dentro da cabine. Isso acontece porque

   1. ao avião sobe tão rápido que a força centrífuga da subida cancela exatamente o peso dos ocupantes.
   2. bo ar dentro da cabine é retirado, e sem ar os corpos deixam de ter peso, como acontece no vácuo.
   3. cos motores empurram os ocupantes para cima com uma força igual ao peso, como em um elevador.
   4. davião e ocupantes caem juntos com a aceleração da gravidade, e o piso deixa de exercer força sobre eles.
   5. ea gravidade da Terra deixa de agir sobre o avião quando ele atinge uma altitude de alguns quilômetros acima do solo.

2. A velocidade de escape é a velocidade mínima com que um corpo deve ser lançado da superfície de um planeta para nunca mais voltar, desprezando a resistência do ar. Ela vale v = √(2 · g · R), em que g é a aceleração da gravidade na superfície e R, o raio do planeta. Para a Terra, com g = 10 m/s² e R = 6,4 · 10⁶ m, a velocidade de escape é de aproximadamente

   1. a8,0 km/s
   2. b0,36 km/s
   3. c110 km/s
   4. d1,1 km/s
   5. e11 km/s

3. Um dos métodos mais usados para descobrir planetas fora do Sistema Solar é o do trânsito: quando o planeta passa na frente da estrela, bloqueia uma pequena fração da sua luz. A fração bloqueada é aproximadamente igual a (R_p/R_e)², razão entre as áreas dos discos do planeta e da estrela. O gráfico mostra o brilho de uma estrela durante um trânsito.

   

   Se o raio da estrela é de 7,0 · 10⁵ km, o raio do planeta é de aproximadamente

   1. a7,0 · 10⁴ km
   2. b7,0 · 10² km
   3. c7,0 · 10⁵ km
   4. d7,0 · 10³ km
   5. e3,5 · 10⁴ km

4. Um planeta descoberto em torno de uma estrela com a mesma massa do Sol tem órbita aproximadamente circular, com raio de 4 unidades astronômicas (UA), em que 1 UA é a distância média Terra-Sol. Pela terceira lei de Kepler, para planetas que orbitam uma estrela com a massa do Sol, T² = a³, com T em anos terrestres e a em UA. O período orbital desse planeta é

   1. a2 anos
   2. b16 anos
   3. c8 anos
   4. d4 anos
   5. e64 anos

5. Um estudante afirmou que um foguete não conseguiria acelerar no espaço, porque "lá não há ar para os gases de escape empurrarem". O erro dessa afirmação é que o foguete

   1. aempurra os gases para trás, e os gases o empurram para a frente (terceira lei de Newton), sem precisar de ar.
   2. busa o oxigênio do espaço para queimar o combustível, por isso só funciona perto de planetas.
   3. cempurra a luz das estrelas, que atua como um meio de apoio, como o ar faz para os aviões.
   4. dsó funciona dentro da atmosfera e, no espaço, se move apenas por inércia, sem acelerar.
   5. eé atraído pela gravidade dos astros que estão à frente dele, e é apenas essa atração que o acelera no vácuo.

6. Astronautas que passam meses na Estação Espacial Internacional fazem cerca de duas horas de exercícios por dia, em esteiras e aparelhos com elásticos. Sem esse treino, eles voltariam à Terra com perda importante de massa óssea e muscular. A explicação para isso é que, em órbita,

   1. aa radiação solar dissolve o cálcio dos ossos, e os exercícios diários produzem cálcio novo para repor o perdido.
   2. bo corpo não sustenta o próprio peso contra um apoio, e ossos e músculos pouco usados perdem massa.
   3. ca massa dos astronautas diminui por causa da velocidade orbital, e os exercícios a repõem.
   4. do ar da estação tem menos oxigênio, e os músculos só funcionam com exercícios intensos.
   5. ea gravidade da Terra é nula e, sem ela, as células dos ossos param de se dividir.

7. Para gelar 200 g de refrigerante a 25 °C, Lia pode colocar no copo 50 g de gelo a 0 °C ou 50 g de água a 0 °C. Considere o calor específico do refrigerante e da água igual a 1,0 cal/(g · °C), o calor latente de fusão do gelo igual a 80 cal/g e despreze as trocas com o ambiente. As temperaturas finais de equilíbrio nos dois casos são, respectivamente,

   1. a20 °C com o gelo e 20 °C com a água
   2. b4 °C com o gelo e 20 °C com a água
   3. c0 °C com o gelo e 20 °C com a água
   4. d4 °C com o gelo e 4 °C com a água
   5. e12,5 °C com o gelo e 20 °C com a água

8. Em regiões quentes, é comum instalar sob as telhas uma manta com uma face de alumínio brilhante, voltada para o telhado. Em dias de sol, a temperatura dentro de casa fica bem menor do que sem a manta. A principal razão é que a superfície metálica brilhante

   1. areflete a maior parte do infravermelho emitido pelas telhas quentes e emite pouco para o interior.
   2. bproduz frio ao receber a luz do Sol, como acontece com as placas solares fotovoltaicas.
   3. cabsorve toda a radiação solar, armazenando o calor no alumínio para liberá-lo só à noite.
   4. dimpede a convecção do ar fora da casa, o que faz o calor do telhado voltar para o céu.
   5. econduz muito bem o calor e o espalha rapidamente para dentro da casa, distribuindo-o melhor pelos cômodos.

9. Na panela de pressão, a tampa fica vedada e uma válvula só deixa escapar vapor quando a pressão interna atinge um valor acima da pressão atmosférica. Os alimentos cozinham mais depressa nela porque

   1. aa pressão alta rompe as moléculas de água, liberando a energia química das ligações.
   2. ba panela vedada impede a entrada de oxigênio, e sem oxigênio os alimentos amolecem mais rápido.
   3. co vapor preso aquece os alimentos por condução elétrica, que é mais rápida que a térmica.
   4. da pressão maior eleva a temperatura de ebulição da água, que passa a ferver acima de 100 °C.
   5. ea pressão maior faz a água ferver a uma temperatura menor, economizando gás.

10. Um arco de competição armazena 50 J de energia potencial elástica quando a corda é puxada. Considere que 80% dessa energia seja transferida para uma flecha de 50 g. A velocidade com que a flecha sai do arco é de aproximadamente

    1. a45 m/s
    2. b1,3 m/s
    3. c40 m/s
    4. d1 600 m/s
    5. e28 m/s

11. A Terra atrai a Lua com uma força gravitacional que a mantém em órbita. A Lua, por sua vez, também atrai a Terra, e essa atração é a principal causa das marés. Comparando as duas forças, é correto afirmar que a força que a Lua exerce sobre a Terra

    1. aé maior que a força da Terra sobre a Lua, pois a Lua está em movimento e a Terra, parada.
    2. bé cerca de 81 vezes menor, pois a massa da Lua é cerca de 81 vezes menor que a da Terra.
    3. ctem a mesma intensidade, mas as duas atuam sobre a Terra e por isso se anulam.
    4. dé nula, pois um corpo de massa menor não consegue atrair um corpo de massa maior.
    5. etem a mesma intensidade que a da Terra sobre a Lua, pois as duas formam um par de ação e reação.

12. Uma patinadora gira sobre a ponta dos patins com os braços abertos, dando 1 volta por segundo. Ao fechar os braços junto ao corpo, ela reduz o seu momento de inércia a um terço do valor inicial. Desprezando os atritos, ela passa a girar com

    1. a3 voltas por segundo, pois a energia cinética de rotação se conserva.
    2. b1 volta por segundo, pois nenhuma força externa atuou.
    3. c1/3 de volta por segundo, pois o corpo fica mais compacto.
    4. d9 voltas por segundo, pois a rotação depende do quadrado do raio.
    5. e3 voltas por segundo, pois o momento angular se conserva.

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