Apostila ENEM - Ciências da Natureza

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Curso Pré-ENEM 20 Ciências da Natureza
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Tema
Qualidade de vida das populações humanas
Tópico de estudo
Energia e potência.
Entendendo a competência
Competência 2 – Identificar a presença e aplicar as tecnologias associadas às ciências naturais em diferentes contextos.
Vivemos num mundo tecnológico onde produtos e processos são lançados com extrema rapidez. Muitas tecnologias 
associadas às ciências naturais existem para proteger o consumidor. Quando compramos combustível em um posto 
de abastecimento estamos adquirindo um produto de qualidade, um produto que foi obtido por processos altamente 
complexos e padronizados. Muitas vezes, conseguindo identificar e aplicar as tecnologias associadas a esses produtos, 
podemos evitar fraudes, por exemplo. Procure algo de seu interesse e pesquise, veja como ele foi produzido, que tec-
nologias foram empregadas. E da próxima vez que for comprar um produto aplique o que você aprendeu.
Desvendando a habilidade
Habilidade 6 – Relacionar informações para compreender manuais de instalação ou utilização de aparelhos, ou siste-
mas tecnológicos de uso comum.
O que você faz quando compra um aparelho eletrônico novo? Lê o manual de instruções para aprender a utilizar os recur-
sos ou vai mexendo, procurando os recursos até aprender? Se sua resposta foi a segunda opção, cuidado! Deixar de seguir 
alguns cuidados essenciais pode resultar em problemas até graves e até inutilizar o aparelho. Essa habilidade, portanto, 
é essencial para o bom funcionamento dos aparelhos. Vamos lá: pegue os manuais de televisores, celulares, games, 
computadores e procure as informações que tenham ligação com a Física: tensão, corrente, potência, frequência... Para 
cada grandeza, pergunte a você mesmo: o que eu sei sobre essa grandeza? Como ela pode estar sendo aplicada nesse 
contexto? Essa é uma ótima estratégia para desenvolver a habilidade.
Você comprou uma televisão nova e precisa ligá-la. An-
tes, porém, vale ler e interpretar o manual, porque são vá-
rias as grandezas físicas envolvidas. Algumas dessas carac-
terísticas já foram estudadas em outros momentos, como 
as características ondulatórias (na habilidade 01) e o fun-
cionamento dos circuitos elétricos (na habilidade 05). Mas, 
há novidades! Então, mãos à obra! Para cada característica 
que for apresentada, você deve elaborar, mentalmente, uma 
explicação física para a sua pertinência. 
Logo no início, o manual mostra um selo como o que está 
ao lado.
O que você entende por eficiência? O selo Procel mos-
trado indica quatro faixas de eficiência, sendo a faixa “A” 
a mais eficiente. Duas televisões podem fornecer imagens 
com a mesma luminosidade e som com a mesma qualida-
de. Mas, para isso, o primeiro televisor pode requerer da © 
P
R
O
C
E
L
Situações-problema e conceitos básicos
Curso Pré-ENEM 21 Ciências da Natureza
rede elétrica menos energia do que o segundo. Isso é o que significa dizer que um aparelho é mais eficiente 
que outro.
De acordo com as normas do Inmetro, os televisores de LCD devem apresentar um consumo de energia elétrica 
em stand-by (modo de espera, que permite ligar o aparelho pelo controle remoto), inferior a 1Wh, o que dá um con-
sumo mensal médio de 0,72kWh.
Outra informação importante, relacionada ao funcionamento do televisor, está apresentada na figura a seguir. 
Atenção
ALTA VOLTAGEM – PERIGO:
Este símbolo alerta ao usuário a presença 
de “voltagem perigosa” desprotegida com 
a vedação do produto que pode ser de 
magnitude suficiente para constituir um 
risco de choque elétrico às pessoas
Uma televisão é ligada à rede de energia elétrica de 127V ou de 220V, mas seus componentes podem precisar de 
mais do que essa tensão (que, no texto apareceu com o nome de “voltagem”). Existem elementos dos circuitos elétri-
cos que são chamados de transformadores, cuja função principal é a de elevar ou diminuir tensões. Esses aparelhos 
possuem dois enrolamentos de fios (bobinas). A figura a seguir mostra um transformador.
Um transformador como esse possui dois enrolamentos de fios, um na entrada, outro na saída do circuito.
Para que você entenda o seu funcionamento, é necessário saber dois pontos importantes: 
1. um fio percorrido por corrente elétrica gera, no espaço à sua volta, um campo magnético;
2. todo campo magnético variável gera, em uma região fechada, uma corrente elétrica.
A corrente elétrica que entra no aparelho é alternada, o que significa dizer que ela oscila periodicamente com 
o tempo. Dessa forma, o campo magnético gerado na entrada (recebe o nome de primário) é variável. Esse campo 
magnético variável induz, na saída (chamada de secundário), uma corrente elétrica. A relação entre as tensões e o 
número de voltas de cada enrolamento pode ser dada por: 
UP
NP
 = 
US
NS
Além disso, a maioria dos aparelhos eletrônicos atuais consegue perceber qual é a tensão da rede e se ajustar 
para que a tensão seja a adequada ao seu funcionamento. Para fazer esse ajuste, há um sistema que pode ligar so-
mente uma bobina ou duas delas, alterando, assim, o número total de enrolamentos no secundário. A figura a seguir 
mostra um esquema desse tipo. 
Saída C.A.
Entrada
C.A.
V
V1
Saída C.A.
V2
©
 B
IR
F
Curso Pré-ENEM 22 Ciências da Natureza
Veja a tabela com alguns valores relativos a uma televisão de LCD.
Um manual de televisão mostra a seguinte tabela, com valores importantes.
Modelo D42H931
Tamanho da tela (diagonal) 42”, 1067mm
Resolução 1920x1080
Saída áudio 7Wx2
Voltagem AC100-240V 50/60Hz
Consumo de energia (operação normal) (standby) 250W
Dimensões (com base) (L)x(A)x(P) (mm) 1016x678x276
DImensões para suporte de parede 200x200mm M6x10mm. 4pçs
Considerações ambientais
 Temperatura de operação
 Umidade de operação
 Temperatura de armazenamento
 Umidade de armazenamento
0∘C 35∘C (32∘F 95∘F)
20 80%
-10∘C 50∘C (14∘F 122∘F)
20 80%
Há algumas perguntas importantes que podem ser feitas baseadas nessa tabela e no que discutimos 
nessa aula:
1. Na linha “saída de áudio”, há a informação de uma potência. Essa potência é a mesma para qualquer volume 
do som?
2. Por que, na linha “voltagem”, aparecem diversos valores para a tensão?