Fisica-AULAS-3-e-4-Resolucao

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GABARITO EO RPA ENEM 
Disciplina: Física 
AULAS: 3 e 4 
Questão 1 
Habilidade utilizada para resolver a questão: 
H18 
Relacionar propriedades físicas, químicas ou 
biológicas de produtos, sistemas ou 
procedimentos tecnológicos às finalidades a 
que se destinam. 
Breve explicação fazendo a conexão entre a 
questão e a habilidade: 
Entender métodos e procedimentos próprios 
das ciências naturais e aplicá-los em diferentes 
contextos. 
Resolução da questão 
 
Dentre as opções, o álcool comercial é a única 
que apresenta densidade entre os valores das 
densidades dos medidores A e B. 
 
Alternativa E 
 
Questão 2 
Habilidade utilizada para resolver a questão: 
H3 
Breve explicação fazendo a conexão entre a 
questão e a habilidade: 
Compreender as ciências naturais e as 
tecnologias a elas associadas como construções 
humanas percebendo seus papéis nos 
processos de produção no desenvolvimento 
econômico e social da humanidade. 
Resolução da questão 
 
O peso do fluido deslocado não será igual ao 
peso do volume submerso, afinal, suas 
densidades são diferentes. O empuxo deve ser 
igual a força peso do petroleiro porque o 
sistema está em equilíbrio. 
 
Alternativa B 
 
 
 
 
Questão 3 
Habilidade utilizada para resolver a 
questão:H20 
Breve explicação fazendo a conexão entre a 
questão e a habilidade: 
Aprimorar-se de conhecimentos da física para 
situações-problema interpretar avaliar ou 
planejar intervenções científico-tecnológicas 
Resolução da questão 
 
A lei da inércia afirma que um corpo tende 
sempre a manter seu estado de movimento ou 
de repouso. Manterá se a resultante das forças 
sobre ele for nula. No caso da bola solta dentro 
do vagão, a resultante das forças horizontais é 
nula, então, por inércia, ela mantém a 
componente horizontal de sua velocidade, 
caindo junto aos pés da pessoa. 
 
Alternativa B 
 
Questão 4 
Habilidade utilizada para resolver a questão: 
H21 
Breve explicação fazendo a conexão entre a 
questão e a habilidade: 
Aprimorar-se de conhecimentos da física para 
situações-problema interpretar avaliar ou 
planejar intervenções científico-tecnológicas. 
Resolução da questão 
 
 
 
Alternativa E 
 
Questão 5 
Habilidade utilizada para resolver a questão: 
H17 
Breve explicação fazendo a conexão entre a 
questão e a habilidade: 
Entender métodos e procedimentos próprios 
das ciências naturais e aplicá-los em diferentes 
contextos. 
Resolução da questão 
 
No ponto mais baixo de um movimento 
pendular, a aceleração tangencial é zero – 
ocorre inversão de sentido – e a centrípeta é 
máxima, sendo esta a resultante. De acordo 
com a 2ª Lei de Newton, a força resultante em 
um corpo tem a mesma direção e sentido de 
sua aceleração. Logo, como no ponto mais 
baixo da trajetória do pêndulo do relógio o 
mesmo encontra-se na vertical e o centro da 
trajetória se localizar no ponto P da figura, a 
resultante das forças tem direção vertical e seu 
sentido é para cima. 
 
Alternativa B 
 
Questão 6 
Habilidade utilizada para resolver a questão: 
H21 
Breve explicação fazendo a conexão entre a 
questão e a habilidade: 
Aprimorar-se de conhecimentos da física para 
situações-problema interpretar avaliar ou 
planejar intervenções científico-tecnológicas. 
Resolução da questão 
 
Identificando as forças temos que: Normal está 
para cima, Peso está para baixo e Força de 
atrito está para o lado. Desse modo, temos: 
 
Fat = m.N 
 
Logo, usando a segunda lei de Newton: 
 
Fr = m.a 
 
Como o módulo da normal e do peso são 
iguais, temos: 
 
𝐹𝐹𝐹𝐹 = 𝐹𝐹𝐹𝐹𝐹𝐹 ⇒ 𝑚𝑚; 𝐹𝐹 = 𝑚𝑚.𝑔𝑔. ℎ ⇒ 𝐹𝐹 = 𝑔𝑔. ℎ 
 
Com isso a aceleração do carro 1 é: 
a = 10 m/s² 
 
E a do carro 2 é: 
 
a = 7,5 m/s² 
 
Agora podemos calcular a distância percorrida 
por cada carro. 
108 km/h = 30 m/s 
 
 
Primeiro o carro 1: 
 
V² = 𝑉𝑉02 + 2*a*D 
0² = 30² - 2*10*D 
D = 45 m 
 
Agora o carro 2: 
 
V² = 𝑉𝑉02 + 2*a*D 
0² = 30² - 2*7,5*D 
D = 60 m 
 
Alternativa A 
 
Questão 7 
Habilidade utilizada para resolver a questão: 
H20 
Breve explicação fazendo a conexão entre a 
questão e a habilidade: 
Aprimorar-se de conhecimentos da física para 
situações-problema interpretar avaliar ou 
planejar intervenções científico-tecnológicas 
Resolução da questão 
 
Se o ângulo da rampa de subida é 0, a esfera 
deslizará sobre o plano. Neste caso, as duas 
forças que agem sobre o corpo, peso e normal, 
terão a mesma direção, o mesmo módulo e 
sentidos opostos. A força resultante, portanto, 
será nula. Sendo assim, o impulso resultante 
também é nulo e a esfera seguirá em 
movimento retilíneo e com velocidade 
constante. 
 
Alternativa A 
 
Questão 8 
Habilidade utilizada para resolver a questão: 
H17 
Breve explicação fazendo a conexão entre a 
questão e a habilidade: 
Entender métodos e procedimentos próprios 
das ciências naturais e aplicá-los em diferentes 
contextos. 
Resolução da questão 
 
Ao saltar do avião, a força resultante para 
baixo que atua sobre o paraquedista vai 
diminuindo por conta do aumento da força de 
resistência do ar com a velocidade, até o 
momento em que a força resultante seja nula e 
a velocidade seja constante, ocorrendo no 
instante 𝑇𝑇𝐴𝐴. Nesse instante a partir do 
momento que o paraquedas for aberto irá 
surgir uma nova força resultante para cima, de 
modo que a velocidade irá sofrer uma redução 
até que seja atingido um novo valor de 
velocidade final (aceleração nula). 
 
 
 
Alternativa B 
 
Questão 9 
Habilidade utilizada para resolver a questão: 
H20 
Breve explicação fazendo a conexão entre a 
questão e a habilidade: 
Aprimorar-se de conhecimentos da física para 
situações-problema interpretar avaliar ou 
planejar intervenções científico-tecnológicas 
Resolução da questão 
 
O movimento de uma pessoa é possível de ser 
realizado devido à reação da força feita pelos 
pés dessa pessoa na superfície. Ao aplicar uma 
força para trás com os pés (empurrando a 
superfície), a superfície reage realizando uma 
força para frente nos pés (3ª Lei de Newton), 
ambas tangentes à trajetória, isto é, paralelas à 
superfície. Esta força de atrito exercida pelo 
chão em seus pés, portanto é paralela ao plano 
e no mesmo sentido do movimento. 
 
Alternativa C 
 
Questão 10 
Habilidade utilizada para resolver a questão: 
H2 
Breve explicação fazendo a conexão entre a 
questão e a habilidade: 
Compreender as ciências naturais e as 
tecnologias a elas associadas como construções 
humanas percebendo seus papéis nos 
processos de produção e no desenvolvimento 
econômico e social da humanidade. 
Resolução da questão 
 
O freio ABS é mais eficiente, pois impede o 
travamento das rodas, fazendo a frenagem 
com força de atrito estática, que é maior que a 
dinâmica, pois o coeficiente de atrito estático é 
maior que o dinâmico. 
 
Alternativa B 
 
 
Questão 11 
Habilidade utilizada para resolver a questão: 
H2 
Breve explicação fazendo a conexão entre a 
questão e a habilidade: 
Compreender as ciências naturais e as 
tecnologias a elas associadas como construções 
humanas percebendo seus papéis nos 
processos de produção e no desenvolvimento 
econômico e social da humanidade. 
Resolução da questão 
 
A força de atrito é estática até o limiar do 
deslizamento, aumentando proporcionalmente 
com o aumento da pressão no pedal. Sem os 
freios ABS, quando a pressão ultrapassa este 
valor, a força de atrito é dinâmica, com um 
valor fixo abaixo do f máximo, travando as 
rodas. No caso dos freios ABS, eles impedem o 
travamento das rodas, através da liberação das 
rodas ao aproximar a pressão de seu valor 
limiar, fazendo isso sucessivas vezes, mantendo 
o atrito estático. Assim, os gráficos f x p 
apresentam uma função linear crescente até o 
valor da pressão limiar e após este valor 
apresenta outro menor que o máximo f , no 
caso da ausência de freios ABS e valores 
variáveis sucessivas vezes, na presença dos 
freios ABS. 
 
 
 
Alternativa A 
 
 
Questão 12 
Habilidade utilizada para resolver a questão: 
H17 
Breve explicaçãofazendo a conexão entre a 
questão e a habilidade: 
Entender métodos e procedimentos próprios 
das ciências naturais e aplicá-los em diferentes 
contextos. 
Resolução da questão 
 
Em virtude movimento browniano ser 
aleatório, ou seja, sem sabermos a direção do 
movimento, foi instalado junto a engrenagem 
um dispositivo que limita a movimentação da 
engrenagem, sempre para cima. Em caso 
contrário, a engrenagem trava. 
 
Alternativa D 
 
Questão 13 
Habilidade utilizada para resolver a questão: 
H17 
Breve explicação fazendo a conexão entre a 
questão e a habilidade: 
Entender métodos e procedimentos próprios 
das ciências naturais e aplicá-los em diferentes 
contextos. 
Resolução da questão 
 
As velocidades tangenciais das polias são iguais 
a da prancha. Para a prancha estar indo de A 
para B, as polias tem que empurrar essa 
prancha nesse mesmo sentido. Para que isso 
ocorra, 1 e 2 têm que estar girando no sentido 
anti-horário, e 3 e 4, no sentido horário. 
 
Alternativa C 
 
Questão 14 
Habilidade utilizada para resolver a questão: 
H21 
Breve explicação fazendo a conexão entre a 
questão e a habilidade: 
Aprimorar-se de conhecimentos da física para 
situações-problema interpretar avaliar ou 
planejar intervenções científico-tecnológicas. 
Resolução da questão 
 
Primeiramente, calcula-se a velocidade do 
trem, considerada constante. 
 𝑉𝑉 = 𝛥𝛥𝛥𝛥
𝛥𝛥𝛥𝛥
= 403 𝑘𝑘𝑘𝑘
1 +2560
= 40385
60
 284,47 𝑘𝑘𝑘𝑘
ℎ
 
(aproximação de duas casas decimais). 
Convertendo para m/s (SI), divide-se por 
3,6: (aproximadamente). 
Para encontrar o raio mínimo, substitui-se o 
valor da velocidade e da aceleração centrípeta 
(a lateral dita no enunciado) na fórmula: 
 
𝐹𝐹𝑐𝑐𝑐𝑐 =
𝑣𝑣2
𝑅𝑅
⇒ 0,1.10 =
792
𝑅𝑅
⇒ 𝑅𝑅 = 624 /𝑚𝑚 
 
 
 A alternativa mais próxima é a opção E. 
 
Alternativa E 
 
Questão 15 
Habilidade utilizada para resolver a questão: 
H21 
Breve explicação fazendo a conexão entre a 
questão e a habilidade: 
Aprimorar-se de conhecimentos da física para 
situações-problema interpretar avaliar ou 
planejar intervenções científico-tecnológicas. 
Resolução da questão 
 
Uma coluna d’agua de 10 m é equivalente à 
uma pressão de 10.000 Pa. 
Por regra de 3, para uma pressão de 18000 Pa 
é necessária uma altura h = 1,8 m. Logo, para 
uma pressão de 38.000 Pa é necessária uma 
altura H = 3,8 m. 
Alternativa A 
Questão 16 
Habilidade utilizada para resolver a questão: 
H21 
Breve explicação fazendo a conexão entre a 
questão e a habilidade: 
Aprimorar-se de conhecimentos da física para 
situações-problema interpretar avaliar ou 
planejar intervenções científico-tecnológicas. 
Resolução da questão 
 
O volume máximo de água permitido em 100 
mL de álcool hidratado é de 4,9 mL 
(4,9%*100mL). O volume de álcool anidro 
encontrado na mesma quantidade de álcool 
hidratado é 95,1 mL (100 mL – 4,9 mL). A 
massa de cada substância se determina 
multiplicando sua densidade pelo volume, 
então a massa de água é 4,9 g (4,9 mL*1,00 
g/mL) e a massa de álcool anidro é 76,1 g 
(95,1 mL*0,80 g/mL). A massa de 100 mL de 
álcool hidratado é a soma das massas de seus 
constituintes, que é igual a 81,0 g (4,9 g + 
76,1 g), então sua densidade é 0,81 g/mL, já 
que a densidade é a razão entre a massa e o 
volume da mistura (81,0 g / 100 mL). 
 
Alternativa B 
 
Questão 17 
Habilidade utilizada para resolver a questão: 
H18 
Breve explicação fazendo a conexão entre a 
questão e a habilidade: 
Entender métodos e procedimentos próprios 
das ciências naturais e aplicá-los em diferentes 
contextos. 
Resolução da questão 
 
Com a garrafa tampada, como a pressão 
atmosférica é maior que a pressão interna 
atuante nos orifícios feitos na garrafa, a saída 
de água é impedida. Com a garrafa 
destampada, o efeito da pressão atmosférica 
no líquido na boca da garrafa e nos orifícios é 
contrário, portanto anulado. Tem-se como 
resultante a força interna, que depende da 
pressão exercida pela coluna de líquido 
correspondente. 
 
Alternativa A 
 
 
Questão 18 
Habilidade utilizada para resolver a questão: 
H21 
Breve explicação fazendo a conexão entre a 
questão e a habilidade: 
Aprimorar-se de conhecimentos da física para 
situações-problema interpretar avaliar ou 
planejar intervenções científico-tecnológicas. 
Resolução da questão 
 
Conforme dito na Lei de Pascal, os líquidos 
transferem integralmente a pressão que 
recebem, sendo assim, a pressão na bomba é 
igual a pressão na plataforma. Como pressão é 
igual à razão da força pela área, a área da 
plataforma é cinco vezes maior e a força feita 
pelo fluido (F) deve possuir mesmo módulo que 
a força peso do cadeirante, rodas e plataforma 
para que a velocidade de subida seja 
constante, tem-se que: 
 
𝑓𝑓
𝐴𝐴
= 𝐹𝐹
5𝐴𝐴
 𝐹𝐹 = 5𝑓𝑓, 𝑓𝑓
𝐴𝐴
= 𝐹𝐹
5𝑎𝑎
⇒ 𝐹𝐹 = 5𝑓𝑓 
 
 E 
 
 F = P = mg = (65 + 15 + 20).10 = 1000N. 
Assim, 𝑓𝑓 = 1000
5
= 200 𝑁𝑁. 
 
Alternativa C 
 
Questão 19 
Habilidade utilizada para resolver a questão: 
H18 
Breve explicação fazendo a conexão entre a 
questão e a habilidade: 
Entender métodos e procedimentos próprios 
das ciências naturais e aplicá-los em diferentes 
contextos. 
Resolução da questão 
 
A pressão deve ser reduzida para prevenir o 
problema da compactação do solo. A pressão 
(P) é calculada pela razão entre a força normal 
aplicada (F) e a área de aplicação (A), P = F*A. 
Sendo a alteração no tamanho dos pneus, 
estes devem ser mais largos para que aumente 
a área de aplicação da força e reduza a 
pressão. A altura do pneu não está relacionada 
à pressão exercida. 
 
Alternativa A 
 
Questão 20 
Habilidade utilizada para resolver a questão: 
H21 
Breve explicação fazendo a conexão entre a 
questão e a habilidade: 
Aprimorar-se de conhecimentos da física para 
situações-problema interpretar avaliar ou 
planejar intervenções científico-tecnológicas. 
Resolução da questão 
 
O princípio de Stevin relaciona a diferença de 
pressão entre dois pontos de um mesmo 
líquido com a densidade do líquido analisado 
(µ), a gravidade do local (g) e a diferença de 
altura entre os pontos analisados ( h) através 
da fórmula Δp = µg h. Neste caso a pressão 
da ducha é proporcional a diferença de altura 
entre o canal onde vai ser instalada a ducha e a 
superfície livre da água contida na caixa 
d’água, h . 
 
Alternativa C 
 
 
Questão 21 
Habilidade utilizada para resolver a questão: 
H21 
Breve explicação fazendo a conexão entre a 
questão e a habilidade: 
Aprimorar-se de conhecimentos da física para 
situações-problema interpretar avaliar ou 
planejar intervenções científico-tecnológicas. 
Resolução da questão 
 
Primeiramente calcula-se o volume total dos 
legumes através da equivalência entre o 
volume imerso e o volume de água que subiu. 
Se 1/3 do volume dos legumes está emerso 
logo 2/3 está imerso. Este volume corresponde 
a 0,5. Assim o volume total é: 
Vt = 0,5 . 3/2 = 0,75L ⇒ V = 740cm3 
A massa de legume é: 
M = 750cm3 . 
0,5𝑔𝑔
1𝑐𝑐𝑘𝑘3
 = 375g ⇒ m = 0,375kg 
 
 
Alternativa D 
 
Questão 22 
Habilidade utilizada para resolver a questão: 
H21 
Breve explicação fazendo a conexão entre a 
questão e a habilidade: 
Aprimorar-se de conhecimentos da física para 
situações-problema interpretar avaliar ou 
planejar intervenções científico-tecnológicas. 
Resolução da questão 
 
De acordo com a Lei de Steven citada no 
enunciado, temos que: 
Phid = µgh 
É possível ver pela equação que a pressão 
hidrostática da água é proporcional a altura da 
coluna de água. Logo, uma das características 
principais para a economia é o volume de 
água. 
Alternativa B 
 
 
 
 
Questão 23 
Habilidade utilizada para resolver a questão: 
H21 
Breve explicação fazendo a conexão entre a 
questão e a habilidade: 
Aprimorar-se de conhecimentos da física para 
situações-problema interpretar avaliar ou 
planejar intervenções científico-tecnológicas. 
Resolução da questão 
O peso do cubo é: P = 30N 
A tração na água é: T = 24N 
Sendo a resultante nula, temos:T + E – P = O ⇒ E = 6N 
E = p.V.g ⇒ 6 = 𝑝𝑝 . (0,1)
3
2
 . 10 ⇒ 
⇒ p = 1200kg/m3 
p = 1200 𝑘𝑘𝑔𝑔
𝑘𝑘3
 . 1000𝑔𝑔
1𝑘𝑘𝑔𝑔
 . 1𝑘𝑘
3
106𝑐𝑐𝑘𝑘3
 ⇒ p = 1,2 g/𝑐𝑐𝑚𝑚3 
 
 
Alternativa B 
Questão 24 
Habilidade utilizada para resolver a questão: 
H18 
Breve explicação fazendo a conexão entre a 
questão e a habilidade: 
Entender métodos e procedimentos próprios 
das ciências naturais e aplicá-los em diferentes 
contextos. 
Resolução da questão 
 
Quando as paredes da garrafa são apertadas, 
as forças provocam um acréscimo de pressão 
que é transmitida pela água (que não se 
comprime) até o ar que se comprime. Como a 
pressão no ar aumenta, seu volume diminui. 
Isto é, a água penetra no frasco de vidro 
aumentando a densidade do conjunto (frasco 
+ ar + água) e ele desce. 
 
Alternativa C 
Questão 25 
Habilidade utilizada para resolver a questão: 
H21 
Breve explicação fazendo a conexão entre a 
questão e a habilidade: 
Aprimorar-se de conhecimentos da física para 
situações-problema interpretar avaliar ou 
planejar intervenções científico-tecnológicas. 
Resolução da questão 
 
A massa de pó de café jogados no lixo por ano 
é de 8 bilhões de quilogramas ou 8 . 109 kg, e 
15% desta massa pode ser utilizada para a 
produção de biodiesel, ou seja: 
 
𝑚𝑚 =
15
100
 . 8.109 ⇒ 𝑚𝑚 = 12.109𝑘𝑘𝑔𝑔 
 
A densidade do biodiesel é de 900 kg/m³, 
então podemos encontrar o volume de 
biodiesel produzido pela equação: 
 
d = m/v 𝑉𝑉 ⇒ 1,2.10
9
900
⇒ 𝑉𝑉 = 1,33.106 𝑚𝑚3 
 
 
 
Como 1 m³ = 1000 litros, temos que este 
volume equivale a 1,33 bilhões de litros, como 
indicado na alternativa C. 
 
Alternativa C 
 
Questão 26 
Habilidade utilizada para resolver a questão: 
H17 
Breve explicação fazendo a conexão entre a 
questão e a habilidade: 
Entender métodos e procedimentos próprios 
das ciências naturais e aplicá-los em diferentes 
contextos. 
Resolução da questão 
 
"A toda ação corresponde uma reação de 
mesma intensidade e direção, mas de sentido 
oposto". 
 
A força com que o astronauta atirar a mochila 
será a mesma força com que a mochila 
"jogará" o astronauta. 
 
Essas forças terão a mesma direção e 
intensidade, mas sentidos opostos. 
 
Jogando a mochila para longe da nave, a 
mochila jogará o astronauta para perto da 
nave. 
Alternativa: B 
 
Questão 27 
Habilidade utilizada para resolver a questão: 
H21 
Breve explicação fazendo a conexão entre a 
questão e a habilidade: 
Aprimorar-se de conhecimentos da física para 
situações-problema interpretar avaliar ou 
planejar intervenções científico-tecnológicas. 
Resolução da questão 
 
P = Patm + dgh ⇒ 1000.105 = 1.105 + 103 . 10 
. h ⇒ 104h = 999.105 ⇒ 
⇒ h = 9990m 
 
A cada 10 m a pressão aumenta 1 atm, assim 
10.000m 
 
Alternativa D