f ísica noen em co m iv ã conteúdo: eletrodinâmica *circuitos

O ENEM AO
LONGO DOS
ANOS
CONTEÚDO:
ELETRODINÂMICA
*CIRCUITOS ELÉTRICOS
Informações para as questões 1 e 2.
No quadro abaixo estão as contas de luz e água de uma mesma residência. Além do
valor a pagar, cada conta mostra como calculá-lo, em função do consumo de água (em
m3) e de eletricidade (em kwh). Observe que, na conta de luz, o valor a pagar é igual
ao consumo multiplicado por um certo fator. Já na conta de água, existe uma tarifa
mínima e diferentes faixas de tarifação.
1) (1998) Suponha que, no próximo mês, dobre o consumo de energia elétrica dessa
residência. O novo valor da conta será de:
(A) R$ 55,23
(B) R$ 106,46
(C) R$ 802,00
(D) R$ 100,00
(E) R$ 22,90
TODAS AS QUESTÕES DOS 18 ANOS DO ENEM DIVIDIDAS POR CONTEÚDO
FÍSICA NO ENEM COM IVÃ
* ENERGIA ELÉTRICA
COMENTÁRIOS E DICAS
Questão simples, de MATEMÁTICA, onde o aluno deve apenas perceber que o custo em reais é
proporcional ao consumo de energia elétrica.
(A) R$ 22,90
(B) R$ 106,46
(C) R$ 43,82
(D) R$ 17,40
(E) R$ 22,52
COMENTÁRIOS E DICAS
A innterpretação da conta de consumo é exigida na resolução da questão, onde as faixas de
consumo de água deve ser utilizada. Não é bem uma questão de Física, mas por envolver
interpretação de contas de consumo, pode nos ajudar sempre em alguns conteúdos.
3) (1998) Seguem abaixo um trecho de uma matéria da revista “Superinteressante”,
que descreve hábitos de um morador de Barcelona (Espanha), relacionando-os com o
consumo de energia e efeitos sobre o ambiente.
“Apenas no banho matinal, por exemplo, um cidadão utiliza cerca de 50 litros de
água, que depois terá que ser tratada. Além disso, a água é aquecida consumindo 1,5
quilowatt-hora (cerca de 1,3 milhões de calorias), e para gerar essa energia foi preciso
perturbar o ambiente de alguma maneira....”
Com relação ao trecho acima, supondo a existência de um chuveiro elétrico, pode-se
afirmar que:
(A) a energia usada para aquecer o chuveiro é de origem química, transformando-se
em energia elétrica.
(B) a energia elétrica é transformada no chuveiro em energia mecânica e,
posteriormente, em energia térmica.
(C) o aquecimento da água deve-se à resistência do chuveiro, onde a energia elétrica é
transformada em energia térmica.
(D) a energia térmica consumida nesse banho é posteriormente transformada em
energia elétrica.
(E) como a geração da energia perturba o ambiente, pode-se concluir que sua fonte é
algum derivado do petróleo.
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FÍSICA NO ENEM COM IVÃ
2) (1998) Suponha agora que dobre o consumo d’água. O novo valor da conta será de:
COMENTÁRIOS E DICAS
4) (1999) O alumínio se funde a 666oC e é obtido à custa de energia elétrica, por
eletrólise – transformação realizada a partir do óxido de alumínio a cerca de 1 000oC.
A produção brasileira de alumínio, no ano de 1985, foi da ordem de 550 000
toneladas, tendo sido consumidos cerca de 20kWh de energia elétrica por quilograma
do metal. Nesse mesmo ano, estimou-se a produção de resíduos sólidos urbanos
brasileiros formados por metais ferrosos e não-ferrosos em 3 700 t/dia, das quais
1,5% estima-se corresponder ao alumínio.
(Dados adaptados de FIGUEIREDO, P. J. M. A sociedade do lixo: resíduos, a questão energética e a
crise ambiental. Piracicaba: UNIMEP, 1994)
Suponha que uma residência tenha objetos de alumínio em uso cuja massa total seja
de 10kg (panelas, janelas, latas etc.). O consumo de energia elétrica mensal dessa
residência é de 100kWh. Sendo assim, na produção desses objetos utilizou-se uma
quantidade de energia elétrica que poderia abastecer essa residência por um período
de
(A) 1 mês
(B) 2 meses
(C) 3 meses
(D) 4 meses
(E) 5 meses
COMENTÁRIOS E DICAS
Creio que esta é uma questão mais para saber se o estudante sabe ler e interpretar o que lê do
que de Física! É facílima, apesar da “encheção de lingüiça”!
Atenção “SPOILER” da resolução a partir de agora:
Veja os dados: 20kWh de energia elétrica por quilograma do metal; massa total seja de 10 kg;
consumo de energia elétrica mensal dessa residência é de 100kWh. Noção de proporção, das mais
simples: 20KWh/Kg, então, 10Kg⇒10 X 20 = 200KWh!
5) (1999) Lâmpadas incandescentes são normalmente projetadas para trabalhar com a
tensão da rede elétrica em que serão ligadas. Em 1997, contudo, lâmpadas projetadas
para funcionar com 127V foram retiradas do mercado e, em seu lugar, colocaram-se
lâmpadas concebidas para uma tensão de 120V. Segundo dados recentes, essa
substituição representou uma mudança significativa no consumo de energia elétrica
para cerca de 80 milhões de brasileiros que residem nas regiões em que a tensão da
rede é de 127V. A tabela abaixo apresenta algumas características de duas lâmpadas
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FÍSICA NO ENEM COM IVÃ
Temos uma cobrança de um tema já referido: transformação de energia. É de conhecimento geral
saber que chuveiro tem resistência. Faz parte do programa da Física saber que na Resistência
Elétrica do chuveiro a corrente provoca um fenômeno chamado Efeito Joule, que converte
Energia Elétrica em Calor! Fácil...
Acender uma lâmpada de 60W e 120V em um local onde a tensão na tomada é de
127V, comparativamente a uma lâmpada de 60W e 127V no mesmo local tem como
resultado:
(A) mesma potência, maior intensidade de luz e maior durabilidade.
(B) mesma potência, maior intensidade de luz e menor durabilidade.
(C) maior potência, maior intensidade de luz e maior durabilidade.
(D) maior potência, maior intensidade de luz e menor durabilidade.
(E) menor potência, menor intensidade de luz e menor durabilidade
COMENTÁRIOS E DICAS
Caso de “esperteza” dos fabricantes de lâmpadas! Parabéns ao Movimento das Donas de Casa,
que foi ao PROCON, entrou na Justiça e obrigou os fabricantes a voltarem a produzir lâmpadas
de 127V. Responder a questão é ler a tabela: para lâmpadas de 120 V e 60W, ao serem ligadas
nos 127 V da rede, a potência aumenta, elas iluminam mais, mas duram muito menos, por causa
da sobretensão! Exagerando, é como ligar um aparelho feito para 110 V em uma tomada 220 V!
Estraga!
Explorando um pouco mais a Física:
P = U2/R , P é Potência(W), V é “Voltagem”(V) e R é a Resistência Elétrica(Ω). Uma lâmpada de
60W para 120 V tem sua potência aumentada ao ser ligada numa rede de 127 V, pois sua
resistência, o filamento interno, permanece o mesmo. O fato de a Potência aumentar implica em
maior luminosidade, porém, o filamento é projetado, e eis a esperteza do fabricante, para
suportar apenas o calor dissipado quando ligado em 120 V. Assim, o desgaste é grande e a
lâmpada dura bem menos, fazendo com que o consumidor seja obrigado a comprar outra bem
antesdo previsto! “Esperteza”!
Informações para as questões 6 e 7.
A distribuição média, por tipo de equipamento, do consumo de energia elétrica nas
residências no Brasil é apresentada no gráfico.
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FÍSICA NO ENEM COM IVÃ
de 60W, projetadas respectivamente para 127V (antiga) e 120V (nova), quando ambas
encontram-se ligadas numa rede de 127V.
O valor das frações percentuais do consumo de energia depende de
(A) I, apenas.
(B) II, apenas.
(C) I e II, apenas.
(D) II e III, apenas.
(E) I, II e III.
COMENTÁRIOS E DICAS
Questão de nível fácil, onde se utiliza um conceito físico bem definido:
Energia = Potência x tempo
7) (2001) Como medida de economia, em uma residência com 4 moradores, o consumo mensal
médio de energia elétrica foi reduzido para 300 kWh. Se essa residência obedece à distribuição
dada no gráfico, e se nela há um único chuveiro de 5000 W, pode-se concluir que o banho diário
de cada morador passou a ter uma duração média, em minutos, de
(A) 2,5.
(B) 5,0.
(C) 7,5.
(D) 10,0.
(E) 12,0.
COMENTÁRIOS E DICAS
Agora a análise é quantitativa, e envolve conhecimento de fórmulas, e contas. Todo ano o ENEM
cobra questões relacionadas à Eletricidade e/ou Energia Elétrica!
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FÍSICA NO ENEM COM IVÃ
6) (2001) Em associação com os dados do gráfico, considere as variáveis:
I. Potência do equipamento.
II. Horas de funcionamento.
III. Número de equipamentos.
8) (2001) “...O Brasil tem potencial para produzir pelo menos 15 mil megawatts por
hora de energia a partir de fontes alternativas. Somente nos Estados da região Sul, o
potencial de geração de energia por intermédio das sobras agrícolas e florestais é de
5.000 megawatts por hora. Para se ter uma idéia do que isso representa, a usina
hidrelétrica de Ita, uma das maiores do país, na divisa entre o Rio Grande do Sul e
Santa Catarina, gera 1.450 megawatts de energia por hora.”
Esse texto, transcrito de um jornal de grande circulação, contém, pelo menos, um erro
conceitual ao apresentar valores de produção e de potencial de geração de energia.
Esse erro consiste em
(A) apresentar valores muito altos para a grandeza energia.
(B) usar unidade megawatt para expressar os valores de potência.
(C) usar unidades elétricas para biomassa.
(D) fazer uso da unidade incorreta megawatt por hora.
(E) apresentar valores numéricos incompatíveis com as unidades.
COMENTÁRIOS E DICAS
Mais uma vez Energia Elétrica... E o problema claramente está na unidade...
E = P.t, de onde se vê que Energia vem do produto Potência x Tempo! A unidadecpode variar,
mas as grandezas não! Assim, para encontrar Energia podemos usar Cavalo-Vapor x
Século, ou HP x dia, sempre Potência vezes Tempo, jamais por tempo, já que por significa
divisão!
9) (2002) Entre as inúmeras recomendações dadas para a economia de energia elétrica
em uma residência, destacamos as seguintes:
• Substitua lâmpadas incandescentes por fluorescentes compactas.
• Evite usar o chuveiro elétrico com a chave na posi- ção”inverno” ou “quente”.
• Acumule uma quantidade de roupa para ser passada a ferro elétrico de uma só vez.
• Evite o uso de tomadas múltiplas para ligar vários aparelhos simultaneamente.
• Utilize, na instalação elétrica, fios de diâmetros recomendados às suas finalidades.
A característica comum a todas essas recomendações é a proposta de economizar
energia através da tentativa de, no dia-a-dia, reduzir
(A) a potência dos aparelhos e dispositivos elétricos.
(B) o tempo de utilização dos aparelhos e dispositivos.
(C) o consumo de energia elétrica convertida em energia térmica.
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FÍSICA NO ENEM COM IVÃ
Se o consumo de energia na referida casa é de 300KWh e pelo gráfico o chuveiro corresponde a
25% disto, temos: 25% de 300KWh dá 75KWh. Isto é a energia gasta só pelo chuveiro. Pensar
assim é um bom começo para resolver a questão.
(D) o consumo de energia térmica convertida em energia elétrica.
(E) o consumo de energia elétrica através de correntes de fuga.
Nesta questão, é melhor analisar sugestão por sugestão.
Atenção “SPOILER” da resolução a partir de agora:
Em A, ao trocar as lâmpadas incandescentes por fluorescentes se economiza porque estas últimas
“jogam fora” menos calor por Efeito Joule (conversão de Energia Elétrica em Térmica).
Para B, mudar de Inverno para Verão no chuveiro diminui a Potência e, conseqüentemente,
diminui a conversão de Eletricidade em Calor.
C é meio óbvio: se muita roupa vai ser passada de uma vez, evita-se ficar ligando e desligando o
ferro, perdendo à toa calor (que vem da energia elétrica) para o ar e o ambiente. Evitar o uso de
tomadas múltiplas (extensões ou “tês”) diminui as perdas por Efeito Joule. Muitos aparelhos
implicam em maior corrente elétrica na tomada, e maior perdas por Efeito Joule. O mesmo se
pode dizer do diâmetro dos fios. Aliás, usar fios muito finos, e pouco mais baratos, é uma das
economias mais porcas que já vi! Sem contar o risco de curto-circuitos!
10) (2003) “Águas de março definem se falta luz este ano”.
Esse foi o título de uma reportagem em jornal de circulação nacional, pouco antes do
início do racionamento do consumo de energia elétrica, em 2001. No Brasil, a relação
entre a produção de eletricidade e a utilização de recursos hídricos, estabelecida nessa
manchete, se justifica porque
(A) a geração de eletricidade nas usinas hidrelétricas exige a manutenção de um dado
fluxo de água nas barragens.
(B) o sistema de tratamento da água e sua distribuição consomem grande quantidade
de energia elétrica.
(C) a geração de eletricidade nas usinas termelétricas utiliza grande volume de água
para refrigeração.
(D) o consumo de água e de energia elétrica utilizadas na indústria compete com o da
agricultura.
(E) é grande o uso de chuveiros elétricos, cuja operação implica abundante consumo
de água.
COMENTÁRIOS E DICAS
Como sempre, a eletricidade é lugar comum no ENEM. Em questões anteriores, já comentamos
bastante sobre a geração nas hidrelétricas, a conversão de Energia Potencial Gravitacional das
águas em Energia Elétrica.
11) (2005) Podemos estimar o consumo de energia elétrica de uma casa considerando
as principais fontes desse consumo. Pense na situação em que apenas os aparelhos que
constam da tabela abaixo fossem utilizados diariamente da mesma forma.
TODAS AS QUESTÕES DOS 18 ANOS DO ENEM DIVIDIDAS POR CONTEÚDO
FÍSICA NO ENEM COM IVÃ
COMENTÁRIOS E DICAS
Supondo que o mês tenha 30 dias e que o custo de 1 KWh é de R$ 0,40, o consumo de
energia elétrica mensal dessa casa, é de aproximadamente
(A) R$ 135
(B) R$ 165
(C) R$ 190
(D) R$ 210
(E) R$ 230
COMENTÁRIOS E DICAS
Ah, sim, voltamos à Energia! Melhor resolver em duas etapas: quantos KWh (KW vezes hora) se
gasta nesta casa e depois quanto vai custar a conta.
O caminho é ir calculando o total de KWh num mês, aparelho por aparelho. No final dá o preço.
A conta vai ser cara. O vilão é o ar condicionado. Muito tempo ligado!
12) (2008) Uma fonte de energia que não agride o ambiente, é totalmente segura e usa
um tipo de matéria-prima infinita é a energia eólica, que gera eletricidade a partir da
força dos ventos. O Brasil é um país privilegiado por ter o tipo de ventilação
necessária para produzi-la. Todavia, ela é a menos usada na matriz energética
brasileira. O Ministério de Minas e Energia estima que as turbinas eólicas produzam
apenas 0,25% da energia consumida no país. Isso ocorre porque ela compete com uma
usina mais barata e eficiente: a hidrelétrica, que responde por 80% da energia do
Brasil. O investimento para se construir uma hidrelétrica é de aproximada mente
US$ 100 por quilowatt. Os parques eólicos exigem investimento de cerca de US$ 2
mil por quilowatt e a construção de uma usina nuclear, de aproximadamente US$ 6
mil por quilowatt. Instalados os parques, a energia dos ventos é bastante competitiva,
cus tando R$ 200,00 por megawatt-hora frente a R$ 150,00 por megawatt-hora das
hidrelétricas e a R$ 600,00 por megawatt-hora das termelétricas.
Época, 21/4/2008 (com adaptações).
De acordo com o texto, entre as razões que contribuem para a menor participação da
energia eólica na matriz energética brasileira, inclui-se o fato de
TODAS AS QUESTÕES DOS 18 ANOS DO ENEM DIVIDIDAS POR CONTEÚDO
FÍSICA NO ENEM COM IVÃ
Tabela: A tabela fornece a potência e o tempo efetivo de uso diário de cada aparelho
doméstico.
COMENTÁRIOS E DICAS
Bem ao estilo do ENEM, principalmente o antigo, a resposta está lá, escrita no texto. Mas convém
comentar vários aspectos que o texto não aborda e são muito relevantes.
Primeiramente, estima-se que o potencial hidráulico brasileiro se esgote em 2030. Então, teremos
que partir para outras fontes. Além disto, a energia eólica não é confiável, pois simplesmente o
vento pode parar, o mundo não! Não que ela não seja uma alternativa, e um parque eólico no
interior da Bahia já é uma realidade, só não pode ser a única! Daí a diversificação com energia
nuclear, biomassa, biocombustíveis, etc. E, o preço projetado da energia futura torna a eólica
mais competitiva, como também a nuclear. Investimentos estão sendo feitos nestas duas energias.
O grande problema da energia eólica é, de fato, a segurança energética.
13) (2009) A eficiência de um processo de conversão de energia é definida como a
razão entre a produção de energia ou trabalho útil e o total de entrada de energia no
processo. A figura mostra um processo com diversas etapas. Nesse caso, a eficiência
geral será igual ao produto das eficiências das etapas individuais. A entrada de energia
que não se transforma em trabalho útil é perdida sob formas não utilizáveis (como
resíduos de calor).
HINRICHS, R.A. Energia e Meio Ambiente. São Paulo: Pioneira. Thomson Learning, 2003 (adaptado).
TODAS AS QUESTÕES DOS 18 ANOS DO ENEM DIVIDIDAS POR CONTEÚDO
FÍSICA NO ENEM COM IVÃ
(A) haver, no país, baixa disponibilidade de ventos que podem gerar energia elétrica.
(B) o investimento por quilowatt exigido para a construção de parques eólicos ser de
aproximadamente 20 vezes o necessário para a construção de hidrelétricas.
(C) o investimento por quilowatt exigido para a construção de parques eólicos ser
igual a 1/3 do necessário para a construção de usinas nucleares.
(D) o custo médio por megawatt-hora de energia obtida após instalação de parques
eólicos ser igual a 1,2 multiplicado pelo custo médio do megawatt-hora obtido das
hidrelétricas.
(E) o custo médio por megawatt-hora de energia obtida após instalação de parques
eólicos ser igual a 1/3 do custo médio do megawatt-hora obtido das termelétricas.
(A) Aumentar a quantidade de combustível para queima na usina de força.
(B) Utilizar lâmpadas incandescentes, que geram pouco calor e muita luminosidade.
(C) Manter o menor número possível de aparelhos elétricos em funcionamento nas
moradias.
(D) Utilizar cabos com menor diâmetro nas linhas de transmissão a fim de
economizar o material condutor.
(E) Utilizar materiais com melhores propriedades condutoras nas linhas de
transmissão e lâmpadas fluorescentes nas moradias.
COMENTÁRIOS E DICAS
Questão que necessita ter a habilidade proposta pelo MEC de identificar etapas em processos de
obtenção, transformação, utilização ou reciclagem de recursos naturais, energéticos ou
matérias-primas, considerando processos biológicos, químicos ou físicos neles envolvidos.
Questão de nível médio.
O aluno deve estar atento a ideia de que queimar mais carvão apenas aumenta a quantidade de
energia, sem influir na eficiência.
Devem também saber, atualmente, que lâmpadas
incandescentes são menos eficientes e, ao contrário, geram muito calor e pouca luz.
Alguns outros pontos que também serão fundamentais na resolução da questão.
* Ligar menos coisas gasta menos energia, mas não altera eficiência;
* Fios mais finos têm resistência maior. A segunda lei de Ohm diz isso. Se a grossura (A) diminui,
a resistência (R) aumenta. E, lembrando o Efeito Joule, dissipação de energia elétrica em calor,
maior resistência implica maiores perdas, ou seja, menor eficiência.
14) (2009) O manual de instruções de um aparelho de ar-condicionado apresenta a
seguinte tabela, com dados técnicos para diversos modelos:
Considere-se que um auditório possua capacidade para 40 pessoas, cada uma
produzindo uma quantidade média de calor, e que praticamente todo o calor que flui
para fora do auditório o faz por meio dos aparelhos de ar-condicionado.
TODAS AS QUESTÕES DOS 18 ANOS DO ENEM DIVIDIDAS POR CONTEÚDO
FÍSICA NO ENEM COM IVÃ
Aumentar a eficiência dos processos de conversão de energia implica economizar
recursos e combustíveis. Das propostas seguintes, qual resultará em maior aumento da
eficiência geral do processo?
(A) vazão de ar e potência.
(B) vazão de ar e corrente elétrica - ciclo frio.
(C) eficiência energética e potência.
(D) capacidade de refrigeração e frequência.
(E) capacidade de refrigeração e corrente elétrica – ciclo frio.
COMENTÁRIOS E DICAS
Questão que necessita ter a habilidade proposta pelo MEC de relacionar informações para
compreender manuais de instalação ou utilização de aparelhos, ou sistemas tecnológicos de uso
comum. Nível médio.
Começando pela espessura do fio.
A corrente circula provocando aquecimento, chamado Efeito Joule. Este depende da resistência
elétrica. Como os fios devem ser de cobre, normalmente, e o comprimento depende do tamanho
da instalação, só podemos controlar a espessura dos mesmos conhecendo a corrente que deverá
circular, e que consta do manual. Quanto a saber quantos aparelhos usar, o Português nos
ajuda: devemos olhar a capacidade de refrigeração.
15) (2009) A instalação elétrica de uma casa envolve várias etapas, desde a alocação
dos dispositivos, instrumen tos e aparelhos elétricos, até a escolha dos materiais que a
compõem, passando pelo dimensionamento da potência requerida, da fiação
necessária, dos eletro dutos*, entre outras. Para cada aparelho elétrico existe um valor
de potência associado. Valores típicos de potências para alguns aparelhos elétricos são
apresentados no quadro seguinte:
A escolha das lâmpadas é essencial para obtenção de uma boa iluminação. A potência
da lâmpada deverá estar de acordo com o tamanho do cômodo a ser iluminado. O
quadro a seguir mostra a relação entre as áreas dos cômodos (em m2) e as potências
das lâmpadas (em W), e foi utilizado como referência para o primeiro pavimento de
uma residência.
TODAS AS QUESTÕES DOS 18 ANOS DO ENEM DIVIDIDAS POR CONTEÚDO
FÍSICA NO ENEM COM IVÃ
Nessa situação, entre as informações listadas, aquelas essenciais para se determinar
quantos e/ou quais aparelhos de ar-condicionado são precisos para manter, com
lotação máxima, a temperatura interna do auditório agradável e constante, bem como
determinar a espessura da fiação do circuito elétrico para a ligação desses aparelhos,
são
(A) 4.070.
(B) 4.270.
(C) 4.320.
(D) 4.390.
(E) 4.470.
COMENTÁRIOS E DICAS
O aluno precisa saber dimensionar circuitos ou dispositivos elétricos de uso cotidiano. Questão
de nível médio. A princípio, a questão é pelo menos simples em um aspecto: Potência é uma
grandeza escalar. Ou seja, basta somar as individuais para calcular a total. Não fossem tantos os
detalhes, consideraria fácil.
16) (2009) É possível, com 1 litro de gasolina, usando todo o calor produzido por sua
combustão direta, aquecer 200 litros de água de 20°C a 55°C. Pode-se efetuar esse
mesmo aquecimento por um gerador de eletricidade, que consome 1 litro de gasolina
por hora e fornece 110 V a um resistor de 11Ω, imerso na água, durante um certo
intervalo de tempo. Todo o calor liberado pelo resistor é transferido à água.
Considerando que o calor específico da água é igual a 4,19 J g–1 °C–1,
aproximadamente qual a quantidade de gasolina consumida para o aquecimento de
água obtido pelo gerador, quando comparado ao obtido a partir da combustão?
TODAS AS QUESTÕES DOS 18 ANOS DO ENEM DIVIDIDAS POR CONTEÚDO
FÍSICA NO ENEM COM IVÃ
Considerando a planta baixa fornecida, com todos os aparelhos em funcionamento, a
potência total, em watts, será de
que a
que a
que a
que a
COMENTÁRIOS E DICAS
Utilizar leis físicas e (ou) químicas para interpretar processos naturais ou tecnológicos inseridos
no contexto da termodinâmica e(ou) do eletromagnetismo é a habilidade exigida nesta questão.
Consideramos uma questão difícil. Exigiu conhecimento escolar mais tradicional, fórmulas,
inclusive. Um detalhe importante é que precisamos da massa. Porém, lembrando que a densidade
da água vale 1 g/cm3, 1 litro de água tem 1 kg. É um bom começo.
17) (2009) Considere a seguinte situação hipotética: ao preparar o palco para a
apresentação de uma peça de teatro, o iluminador deveria colocar três atores sob luzes
que tinham igual brilho e os demais, sob luzes de menor brilho. O iluminador
determinou, então, aos técnicos, que instalassem no palco oito lâmpadas
incandescentes com a mesma especificação (L1 a L8), interligadas em um circuito
com uma bateria, conforme mostra a figura.
Nessa situação, quais são as três lâmpadas que acendem com o mesmo brilho por
apresentarem igual valor de corrente fluindo nelas, sob as quais devem se posicionar
os três atores?
(A) L1, L2 e L3.
(B) L2, L3 e L4.
(C) L2, L5 e L7.
(D) L4, L5 e L6.
(E) L4, L7 e L8.
TODAS AS QUESTÕES DOS 18 ANOS DO ENEM DIVIDIDAS POR CONTEÚDO
FÍSICA NO ENEM COM IVÃ
(A) A quantidade de gasolina consumida é igual para os dois casos.
(B) A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é duas vezes maior
consumida na combustão.
(C) A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é duas vezes menor
consumida na combustão.
(D) A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é sete vezes maior
consumida na combustão.
(E) A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é sete vezes menor
consumida na combustão.
COMENTÁRIOS E DICAS
18) (2010) Todo carro possui uma caixa de fusíveis, que são utilizados para proteção
dos circuitos elétricos. Os fusíveis são constituídos de um material de baixo ponto de
fusão, como o estanho, por exemplo, e se fundem quando percorridos por uma
corrente elétrica igual ou maior do que aquela que são capazes de suportar. O quadro
a seguir mostra uma série de fusíveis e os valores de corrente por eles suportados.
Um farol usa uma lâmpada de gás halogênio de 55 W de potência que opera com 36 V.
Os dois faróis são ligados separadamente, com um fusível para cada um, mas, após
um mau funcionamento, o motorista passou a conectá-los em paralelo, usando apenas
um fusível. Dessa forma, admitindo-se que a fiação suporte a carga dos dois faróis, o
menor valor de fusível adequado para proteção desse novo circuito é o
(A) azul.
(B) preto.
(C) laranja.
(D) amarelo.
(E) vermelho.
TODAS AS QUESTÕES DOS 18 ANOS DO ENEM DIVIDIDAS POR CONTEÚDO
FÍSICA NO ENEM COM IVÃ
Habilidade exigida: Dimensionar circuitos ou dispositivos elétricos de uso cotidiano. Questão de
nível difícil. Notamos que é um circuito misto: parte em série, um só caminho para corrente, e
parte em paralelo, mais de um caminho. Sempre recomendo desenhar...Quanto maior a corrente
elétrica passando pelo lâmpada, maior o brilho.
COMENTÁRIOS E DICAS
Questão fácil que necessita calcular a corrente através da equação P = i.U. Raciocínio muito
comum em questões estilo ENEM.
Considerando que o modelo de maior potência da versão 220 V da torneira suprema
foi inadvertidamente conec - tada a uma rede com tensão nominal de 127 V, e que o
aparelho está configurado para trabalhar em sua máxima potência. Qual o valor
aproximado da potência ao ligar a torneira?
(A) 1.830 W
(B) 2.800 W
(C) 3.200 W
(D) 4.030 W
(E) 5.500 W
COMENTÁRIOS E DICAS
O aluno deve admitir que o resistor apresentará a mesma resistência para qualquer diferença de
potencial aplicada. Daí utilizer a equação R = U2/P, será o caminho mais tranquilo para a
resolução desta questão de nível médio.
20) (2010) A energia elétrica consumida nas residências é medida, em quilowatt-hora,
por meio de um relógio medidor de consumo. Nesse relógio, da direita para esquerda,
tem-se o ponteiro da unidade, da dezena, da centena e do milhar, Se um ponteiro
estiver entre dois números, considera-se o último número ultrapassado pelo ponteiro.
Suponha que as medidas indicadas nos esquemas seguintes tenham sido feitas em uma
cidade em que o preço do quilowatthora fosse de R$ 0,20.
TODAS AS QUESTÕES DOS 18 ANOS DO ENEM DIVIDIDAS POR CONTEÚDO
FÍSICA NO ENEM COM IVÃ
19) (2010) Observe a tabela seguinte. Ela traz especificações téc nicas constantes no
manual de instruções fornecido pelo fabricante de uma torneira elétrica.
(A) R$ 41,80
(B) R$ 42.00
(C) R$ 43.00
(D) R$ 43,80
(E) R$ 44,00
COMENTÁRIOS E DICAS
Questão simples e tradicional. Basta verificar as leituras atual e anterior. A diferença será o
consumo. Importante estar atento para as informações do texto que ensinam a fazer a leitura de
forma correta.
21) (2011) Em um manual de um chuveiro elétrico são encontradas informações sobre
algumas características técnicas, ilustradas no quadro, como a tensão de alimentação,
a pontência dissipada, o dimensionamento do disjuntor ou fusível, e a àrea da seção
transversal dos condutores utlizados.
Uma pessoa adquiriu um chuveiro do modelo A e, ao ler o manual, verificou que
precisava ligá-lo a um disjuntor de 50 amperes. No entanto, intrigou-se com o fato de
que o disjuntor ao ser utilizado para uma correta instalação de um chuveiro do modelo
B devia possuir amperagem 40% menor.
TODAS AS QUESTÕES DOS 18 ANOS DO ENEM DIVIDIDAS POR CONTEÚDO
FÍSICA NO ENEM COM IVÃ
O valor a ser pago pelo consumo de energia elétrica registrado seria de
Considerando-se os chuveiros de modelos A e B, funcionando à mesma potência de 4
400 W, a razão entre as suas respectivas resistências elétricas, RA e RB, que justifica a
diferença de dimensionamento dos disjuntores, é mais próxima de:
(A) 0,3
(B) 0,6
(C) 0,8
(D) 1,7
(E) 3,0
COMENTÁRIOS E DICAS
elétricas através da relação P =U 2/R. Questão de nível médio e muito bem elaborada.
22) (2011) Um curioso estudante, empolgado com a aula de circuito elétrico que
assistiu na escola, resolve desmontar sua lanterna. Utilizando-se da lâmpada e da pilha,
retiradas do equipamento, e de um fio com as extremidades descascadas, faz as
seguintes ligações com a intenção de acender a lâmpada:
Tendo por base os esquemas mostrados, em quais casos a lâmpada acendeu?
(A) (1), (3), (6)
(D) (1), (3), (7)
(B) (3), (4), (5)
(E) (1), (2), (5)
(C) (1), (3), (5)
COMENTÁRIOS E DICAS
Questão de nível médio, O aluno deve realmente procurar entender sua resolução porque é
sempre provável cair algo semelhante novamente. Questão de ordem prática. Para que uma
lampada possa acender, seus terminais eletricos (base e rosca lateral) devem estar corretamente
conectados aos polos da pilha.
TODAS AS QUESTÕES DOS 18 ANOS DO ENEM DIVIDIDAS POR CONTEÚDO
FÍSICA NO ENEM COM IVÃ
Tendo as ddps de 127 V e 220 V e mesma potência, pode-se calcular a razão entre as resistências
23) (2012) A eficiência das lâmpadas pode ser comparada utilizando a razão,
considerada linear, entre a quantidade de luz produzida e o consumo. A quantidade de
luz é medida pelo fluxo luminoso, cuja unidade é o lúmen (lm). O consumo está
relacionado à potência elétrica da lâmpada que é medida em watt (W). Por exemplo,
uma lâmpada incandescente de 40W emite cerca de 600 lm, enquanto uma lâmpada
fluorescente de 40 W emite cerca de 3000 lm.
Disponível em http://tecnologia.terra.com..br. Acesso em: 29 fev. de 2012 (adaptado).
A eficiência de uma lâmpada incandescente de 40 W é
(A) maior que a de uma lâmpada fluorescente de 8 W, que produz menor quantidade
de luz.
(B) maior que a de uma lâmpada fluorescente de 40 W, que produz menor quantidade
de luz.
(C) menor que a de uma lâmpada fluorescente de 8 W, que produz a mesma
quantidade de luz.
(D) menor que a de uma lâmpada fluorescente de 40 W, pois consome maior
quantidade de energia.
(E) igual a de uma lâmpada fluorescente de 40 W, que consome a mesma quantidade
de energia.
COMENTÁRIOS E DICAS
O aluno deve estar atento que a eficiência, por definição, é a razão entre a quantidade de luz
produzida (Q, lúmen, e a energia elétrica consumida. (E). A energia elétrica consumida, por sua
vez, é o produto da potência da lâmpada pelo tempo de utilização.
Ai, utilizando a equação:
 = Q/E = Q/P.t, a resolução fica tranquila. Nível médio de dificuldade.
24) (2012) Para ligar ou desligar uma mesma lâmpada a partir de dois interruptores,
conectam-se os interruptores para que a mudança de posição de um deles faça ligar ou
desligar a lâmpada, não importando qual a posição do outro. Esta ligação é conhecida
como interruptores paralelos. Este interruptor é uma chave de duas posições
constituída por um polo e dois terminais, conforme mostrado nas figuras de um
mesmo interruptor. Na Posição I a chave conecta o polo ao terminal superior, e na
Posição II a chave o conecta ao terminal inferior.
TODAS AS QUESTÕES DOS 18 ANOS DO ENEM DIVIDIDAS POR CONTEÚDO
FÍSICA NO ENEM COM IVÃ
É fundamental que tenhamos cada um dos terminais eletricos conectados a um dos polos da pilha.
Se a rosca lateral esta ligada ao polo negativo, a base deve estar ligada ao polo positivo e
vice-versa.
COMENTÁRIOS E DICAS
Questão interessante e abordando o lado prático da eletricidade. A lâmpada deverá ser acesa ou
apagada por qualquer um dos interruptores, independetemente da posição do outro.
Atenção “SPOILER” da resolução a partir de agora:
A alternativa C está com a chave II invertida, o que impede que sejam repetidas as quatro
operações anteriores.
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FÍSICA NO ENEM COM IVÃ
O circuito que cumpre a finalidade de funcionamento descrita no texto é:
Para realizar essas medidas, o esquema da ligação dessas instrumentos está
representado em:
COMENTÁRIOS E DICAS
A tensao eletrica aplicada a geladeira pode ser medida com um voltimetro conectado “em
paralelo” com a geladeira, ou seja, tambem conectado entre uma fase e o neutro.
A intensidade de corrente eletrica na lampada pode ser medida inserindo-se um amperimetro “em
serie” com a lampada.
A intensidade total da corrente eletrica no circuito pode ser medida inserindo-se um amperimetro
no fio fase ou no fio neutro e em serie com o restante de todo o circuito. Dominar a montagem de
circuitos elétricos deve ser uma habilidade fortemente desenvolvida nos alunos. Questão de nível
médio.
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FÍSICA NO ENEM COM IVÃ
25) (2013) Um eletricista analisa o diagrama de uma instalação elétrica residencial
para planejar medições de tensão e corrente em uma cozinha. Nesse ambiente existem
uma geladeira (G), uma tomada (T) e uma lâmpada (L), conforme a figura. O
eletricista deseja medir a tensão elétrica aplicada à geladeira, a corrente total e a
corrente na lâmpada. Para isso, ele dispõe de um voltímetro (V) e dois amperímetros
(A).
(A) dobro do comprimento do fio.
(B) metade do comprimento do fio.
(C) metade da área da seção reta do fio.
(D) quádruplo da área da seção reta do fio.
(E) quarta parte da área da seção reta do fio.
COMENTÁRIOS E DICAS
Fixado o material, podemos quadruplicar a resistência eletrica de duas maneiras, ou seja,
quadruplicando-se o comprimento do fio ou dividindo-se a area de seccao reta do fio por quatro.
Segunda lei de OHM. As leis de OHM sempre estão sendo cobradas ao longo dos últimos anos.
Questão de nível médio e muito bem elaborada.
27) (2013) Medir temperatura é fundamental em muitas aplicações, e apresentar a
leitura em mostradores digitais é bastante prático. O seu funcionamento é baseado na
correspondência entre valores de temperatura e de diferença de potencial elétrico. Por
exemplo, podemos usar o circuito elétrico apresentado, no qual o elemento sensor de
temperatura ocupa um dos braços do circuito (RS) e a dependência da resistência com
a temperatura é conhecida.
Para um valor de temperatura em que RS = 100 Ω, a leitura apresentada pelo
voltímetro será de
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FÍSICA NO ENEM COM IVÃ
26) (2013) O chuveiro elétrico é um dispositivo capaz de trans - formar energia
elétrica em energia térmica, o que possibilita a elevação da temperatura da água. Um
chuveiro projetado para funcionar em 110V pode ser adaptado para funcio nar em
220V, de modo a manter inalterada sua potência.
Uma das maneiras de fazer essa adaptação é trocar a resistência do chuveiro por outra,
de mesmo material e com o(a)
(A) + 6,2 V
(B) + 1,7 V
(C) + 0,3 V
(D) – 0,3 V
(E) – 6,2 V
Questão que poderia ter sido utilizada em qualquer priva de vestibular tradicional. Mostra que o
novo ENEM se tornou mesmo conteudista. Números quebrados e contas ruins de se fazer. A
pontde de Wheatstone apresentada realmente inaugura uma nova tendência nas provas do
ENEM: conteúdo, fórmulas e contas...
Dica da distribuição das correntes elétricas:
28) (2013) Um circuito em série é formado por uma pilha, uma lâmpada
incandescente e uma chave interruptora. Ao se ligar a chave, a lâmpada acende quase
instantaneamente, irradiando calor e luz. Popularmente, associa-se o fenômeno da
irradiação de energia a um desgaste da corrente elétrica, ao atravessar o filamento da
lâmpada, e à rapidez com que a lâmpada começa a brilhar. Essa explicação está em
desacordo com o modelo clássico de corrente.
De acordo com o modelo mencionado, o fato de a lâmpada acender quase
instantaneamente está relacionado à rapidez com que e
(A) o fluido elétrico se desloca no circuito.
(B) as cargas negativas móveis atravessam o circuito.
(C) a bateria libera cargas móveis para o filamento da lâmpada.
(D) o campo elétrico se estabelece em todos os pontos do circuito.
(E) as cargas positivas e negativas se chocam no filamento da lâmpada.
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29) (2014) Um sistema de iluminação foi construído com um circuito de três
lâmpadas iguais conectadas a um gerador (G) de tensão constante. Esse gerador
possui uma chave que pode ser ligada nas posições A ou B.
Considerando o funcionamento do circuito dado, a lâmpada 1 brilhará mais quando a
chave estiver na posição
(A) B, pois a corrente será maior nesse caso.
(B) B, pois a potência total será maior nesse caso.
(C) A, pois a resistência equivalente será menor nesse caso.
(D) B, pois o gerador fornecerá uma maior tensão nesse caso.
(E) A, pois a potência dissipada pelo gerador será menor nesse caso.
TODAS AS QUESTÕES DOS 18 ANOS DO ENEM DIVIDIDAS POR CONTEÚDO
FÍSICA NO ENEM COM IVÃ
Quando uma lâmpada acende, diferente do que muitos pensam, os elétrons não se movem de um
terminal a outro.
Atenção “SPOILER” da resolução a partir de agora:
Eles já estão naquela posição e a corrente elétrica surge graças ao campo elético se estabelecer
quase instantaneamente Dizemos quase porque a noção de Campo e das ações a distância
estabelecida por Faraday revela que o limite de tempo se baseia na velocidade da luz no vácuo.
Questão interessante.
COMENTÁRIOS E DICAS
Circuito equivalente com a chave na posição B
30) (2015) Um estudante, precisando instalar um computador, um monitor e uma
lâmpada em seu quarto, verificou que precisaria fazer a instalação de duas tomadas e
um interruptor na rede elétrica. Decidiu esboçar com antecedência o esquema elétrico.
“O circuito deve ser tal que as tomadas e a lâmpada devem estar submetidas à tensão
nominal da rede elétrica e a lâmpada deve poder ser ligada ou desligada por um
interruptor sem afetar os outros dispositivos” — pensou.
Símbolos adotados:
Qual dos circuitos esboçados atende às exigências?
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FÍSICA NO ENEM COM IVÃ
Mais uma que precisa do domínio, por parte do aluno, das ideias sobre circuitos elétricos.
Questão fácil , mas o aluno precisa ter cuidado em montar a chave nas posições corretas.
Circuito equivalente com a chave na posição A
As duas tomadas devem ficar em paralelo e tal que a chave nao as desligue. A lampada devera
estar em serie com a chave e esse conjunto devera estar em paralelo com as tomadas. Questão
que mostra sempre a tendência do ENEM nos últimos anos em cobrar questões envolvendo
circuitos elétricos.
31) (2009 – prova vazada) Os motores elétricos são dispositivos com diversas
aplicações, dentre elas, destacam-se aquelas que proporcionam conforto e praticidade
para as pessoas. É inegável a preferência pelo uso de elevadores quando o objetivo é o
transporte de pessoas pelos andares de prédios elevados. Nesse caso, um
dimensionamento preciso da potência dos motores utilizados nos elevadores é muito
importante e deve levar em consideração fatores como economia de energia e
segurança. Considere que um elevador de 800 kg, quando lotado com oito pessoas ou
600 kg, precisa ser projetado. Para tanto, alguns parâmetros deverão ser
dimensionados. O motor será ligado à rede elétrica que fornece 220 volts de tensão. O
elevador deve subir 10 andares, em torno de 30 metros, a uma velocidade constante de
4 metros por segundo. Para fazer uma estimativa simples da potência necessária e da
corrente que deve ser fornecida ao motor do elevador para ele operar com lotação
máxima, considere que a tensão seja contínua, que a aceleração da gravidade vale 10
m/s2 e que o atrito pode ser desprezado. Nesse caso, para um elevador lotado, a
potência média de saída do motor do elevador e a corrente elétrica máxima que passa
no motor serão respectivamente de
(A) 24 kW e 109 A
(B) 32 kW e 145 A
(C) 56 kW e 255 A
(D) 180 kW e 818 A
(E) 240 kW e 1090 A
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COMENTÁRIOS E DICAS
Potência Elétrica, um tema recorrente. Desta vez, vamos dimensionar dados de um elevador.
Temos a massa total: 800 do elevador + 600 lotado = 1.400 kg. Temos a altura de 30 m e a
gravidade. Além disto, a velocidade de 4 m/s. O tempo é fácil saber. Agora observe o detalhe:
“sem atrito”. Alunos que fizeram bastante exercício lembram-se bem que este é um enunciado
típico de questões envolvendo Conservação da Energia Mecânica!
Temos tudo a respeito de uma delas: a Energia Potencial Gravitacional. Quanto à potência,
lembre-se: ela é a taxa da energia...
Fazendo os cálculos, e desta vez utilizando fórmulas (E=P.t e P =i.U), que o aluno, neste caso,
precisará mesmo conhecer. Porém, considero conhecimento básico, que não entra na conta do
decoreba.
32) (2009 – prova vazada) Considere a ação de se ligar uma bomba hidráulica elétrica
para captar água de um poço e armazená-la em uma caixa d'água localizada alguns
metros acima do solo. As etapas seguidas pela energia entre a usina hidroelétrica e a
residência do usuário podem ser divididas da seguinte forma:
l - na usina: água flui da represa até a turbina, que aciona o gerador para produzir
energia elétrica;
II- na transmissão: no caminho entre a usina e a residência do usuário a energia
elétrica flui por condutores elétricos;
III - na residência: a energia elétrica aciona um motor cujo eixo está acoplado ao de
uma da bomba hidráulica e, ao girar, cumpre a tarefa de transferir água do poço para a
caixa.
As etapas l, II e III acima mostram, de forma resumida e simplificada, a cadeia de
transformações de energia que se processam desde a fonte de energia primária até o
seu uso final. A opção que detalha o que ocorre em cada etapa é:
(A) Na etapa l, energia potencial gravitacional da água armazenada na represa
transforma-se em energia potencial da água em movimento na tubulação, a qual,
lançada na turbina, causa a rotação do eixo do gerador elétrico e a correspondente
energia cinética, dá lugar ao surgimento de corrente elétrica.
(B) Na etapa l, parte do calor gerado na usina se transforma em energia potencial na
tubulação, no eixo da turbina e dentro do gerador; e também por efeito Joule no
circuito interno do gerador.
(C) Na etapa II, elétrons movem-se nos condutores que formam o circuito entre o
gerador e a residência; nessa etapa, parte da energia elétrica transforma-se em energia
térmica por efeito Joule nos condutores e parte se transforma em energia potencial
gravitacional.
(D) Na etapa III, a corrente elétrica é convertida em energia térmica, necessária ao
acionamento do eixo da bomba hidráulica, que faz a conversão em energia cinética ao
fazer a água fluir do poço até a caixa, com ganho de energia potencial gravitacional
pela água.
TODAS AS QUESTÕES DOS 18 ANOS DO ENEM DIVIDIDAS POR CONTEÚDO
FÍSICA NO ENEM COM IVÃ
COMENTÁRIOS E DICAS
(E) Na etapa III, parte da energia se transforma em calor devido a forças dissipativas
(atrito) na tubulação; e também por efeito Joule no circuito interno do motor; outra
parte é transformada em energia cinética da água na tubulação e potencial
gravitacional da água na caixa d'água.
Mais Transformações de Energia, e mais bomba hidráulica, tão comuns nestas provas. Vou
analisar todas as transformações.
I – É evidente se tratar de uma hidrelétrica. Estude um pouquinho aqui:
http://pt.wikipedia.org/wiki/Hidrel%C3%A9trica
Nesta usina, água represada tem energia potencial gravitacional. Ao cair, ganha velocidade,
energia cinética, e ao atravessar a turbina perde velocidade e dá a ela cinética, sendo esta então
convertida em energia elétrica.
II – O condutor transmite energia elétrica, mas como todos os fios, há perdas de energia por
Efeito Joule – transformação de energia elétrica em calor devido à resistência elétrica que todos
os fios condutores têm, embora baixas.
III – Já na casa, energia elétrica vira cinética, movimento, na bomba, e calor (Joule). A bomba,
por sua vez, converte a energia em cinética, da água se movendo nos canos, que sofre perdas sim,
por atritos no encanamento, e ganha energia potencial ao subir.
Questão baseada na habilidade: Identificar etapas em processos de obtenção, transformação,
utilização ou reciclagem de recursos naturais, energéticos ou matérias-primas, considerando
processos biológicos, químicos ou físicos neles envolvidos.
33) (2009 – prova vazada) Uma estudante que ingressou na universidade e, pela
primeira vez, está morando longe da sua família, recebe a sua primeira conta de luz:
Se essa estudante comprar um secador de cabelos que consome 1000 W de potência e
considerando que ela e suas 3 amigas utilizem esse aparelho por 15 minutos cada uma
durante 20 dias no mês, o acréscimo em reais na sua conta mensal será de
(A) R$10,00
(B) R$12,50
(C) R$13,00
(D) R$13,50
(E) R$14,00
TODAS AS QUESTÕES DOS 18 ANOS DO ENEM DIVIDIDAS POR CONTEÚDO
FÍSICA NO ENEM COM IVÃ
COMENTÁRIOS E DICAS
COMENTÁRIOS E DICAS
Veja que a unidade é auto-explicativa. Mas, se quiser a fórmula da definição de Potência temos
Energia = Potência.tempo
Não esquecer também a alíquota do imposto: 25 %!
GABARITO
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3
b c c b d e c d c a e b e e d d b c a e a d c e e e d d c e c e b
PREVISÃO PARA 2016
Conteúdo certo na próxima prova. Questões envolvendo circuitos elétricos, a
equação da potência e as leis de OHM sempre são tendências fortes dentro da
prova do ENEM. Sempre se espera três ou mais questões envolvendo tais
conteúdos.
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FÍSICA NO ENEM COM IVÃ
Os kWh é o preço da energia, que por sinal, considero cara! Além do ENEM, outras questões com
contas de luz já vieram em vestibulares. Teremos que ter atenção para fazer todas as contas
necessárias. Porém, é um valor, e preço o aluno está acostumado a calcular. Veja na conta o
consumo e a base de cálculo, ou seja, preço sem impostos.