Você se sente preparado para as questões de física do Enem? E para as questões que envolvem energia na física? Então, confira este artigo!
A energia é um conteúdo que está sendo bastante falado no Exame Nacional do Ensino Médio.
Isso porque estamos vivendo um momento delicado onde há muitas discussões sobre fontes de energia sustentáveis e energia limpa.
Mas e quanto a como o tema aparecer nas questões de física, você está preparado?
Neste artigo, vamos explorar um pouco o que significa o conceito de energia na física e como esse assunto cai nas questões da prova de Ciências da Natureza e suas Tecnologia .
Você vai conferir:
Qual o conceito de energia para a física?
O conceito de energia é utilizado dentro das ciências da natureza como um todo, aparecendo também na biologia e na química.
Mas é na física que ela tem maior força. Dentro da física, a energia é vista como a capacidade de produzir trabalho.
Ou seja, a energia na física é aquilo que obtemos de determinada fonte para poder produzir alguma coisa.
Por exemplo, quando armazenamos energia solar para recarregar a bateria de um carro.
Nesse caso, puxamos a luz e calor que vem do sol e utilizamos esse tipo de energia como combustível para dar capacidade de trabalho a uma bateria.
Existe um princípio que diz que a energia não pode surgir do nada e que ela não pode ser destruída.
Ou seja, a energia precisa ter uma fonte e a única forma de ela deixar de ser é se for transformada em outro tipo de energia, um diferente da fonte.
Quais são os tipos de energia que existem?
Para expandir um pouco o seu entendimento sobre energia na física, vamos explorar quais são os principais tipos de energia que existem. Confira:
- Energia cinética : esta é uma energia que se baseia no movimento. Quando algo se move, esse algo movimenta o seu redor por conta de sua massa. Logo, tudo o que se move tem energia cinética.
- Energia potencial : já este tipo de energia depende da posição de um corpo e pode ser armazenada dentro deste corpo.
- Energia mecânica : este tipo de energia acontece quando somamos as energias cinéticas e potenciais de um sistema.
- Energia térmica : este tipo se encontra em corpos que tenham temperatura acima do zero absoluto. Quando a energia térmica é transferida, recebe o nome de calor .
- Energia química : este tipo de energia pode ser obtido devido às ligações químicas. Ela acontece principalmente com a queima de combustíveis, como a gasolina e o álcool.
- Energia nuclear : esta energia é obtida a partir da fissão de um núcleo atômico. Ou seja, ela aparece quando há interação entre prótons e nêutrons.
- Energia elétrica : este tipo se obtém através da interação entre cargas elétricas que estejam separadas a certa distância uma da outra.
- Energia luminosa : é um tipo que se manifesta pela luz, uma energia radiante, que conseguimos perceber com a visão.
- Energia sonora : este tipo se manifesta pelas ondas sonoras , podendo ser percebido pelo sentido da audição.
Energia renovável X energia não renovável
Como dissemos na introdução, a energia é um tópico quente no Enem devido às discussões atuais sobre energia renovável e não-renovável e sua relação com a conservação do meio ambiente.
Vamos entender um pouco melhor cada um destes conceitos:
- Energia renovável : é aquela que vem de uma fonte que se renova naturalmente ou por ação humana. Por exemplo, a energia eólica ou solar.
- Energia não-renovável : já esta categoria agrega aquelas energias que vêm de fontes que não se renovam sozinhas e que um dia terão um fim, como a queima de combustíveis fósseis e carvão, por exemplo.
A questão principal trazida nesta discussão são os resíduos que cada um desses grupos deixa na natureza.
As energias renováveis são consideradas um grupo de energia limpa. Isso porque o impacto delas é nulo no meio ambiente.
Por outro lado, as energias não-renováveis costumam trazer maior impacto, como a poluição do ar, o efeito estufa e a poluição dos rios.
O sol como fonte de energia
Achamos interessante trazer uma seção sobre o sol porque ele é um exemplo de fonte de energia que sustenta o planeta terra de forma natural há muito tempo.
Se formos analisar, grande parte da energia que usamos hoje, natural ou artificial, veio da radiação solar e se manifesta em quatro níveis:
- Sol atual : a partir deste sol, temos a luz do dia, a energia nos painéis solares e o alimento das plantas que fazem fotossíntese.
- Sol recente : a radiação deste sol gera o calor que aquece o ar e cria os ventos, alimentando as usinas eólicas. É este sol também que forma as nuvens de chuva que alimentam as usinas hidrelétricas com energia cinética e potencial.
- Sol passado : este sol fez as plantas crescerem, dando origem a energias químicas, como a queima da madeira.
- Sol muito antigo : foi a radiação de um sol muito antigo que energizou os animais que se tornaram os fósseis que utilizamos hoje como petróleo e desdobramos em itens essenciais, como a gasolina e o plástico.
Questões de física sobre energia que já caíram no Enem
Agora que você já entendeu o que é energia na física, quais são seus principais tipos e como o tópico pode aparecer no Enem, vamos às questões para treinar.
Abaixo, você encontra questões que já caíram no Enem. As respostas estarão logo após os exercícios.
Questão 1 – Enem 2018
Visando a melhoria estética de um veículo, o vendedor de uma loja sugere ao consumidor que ele troque as rodas de seu automóvel de aro 15 polegadas para aro 17 polegadas, o que corresponde a um diâmetro maior do conjunto roda e pneu.
Duas consequências provocadas por essa troca de aro são:
- Elevar a posição do centro de massa do veículo tornando-o mais instável e aumentar a velocidade do automóvel em relação à indicada no velocímetro.
- Abaixar a posição do centro de massa do veículo tornando-o mais instável e diminuir a velocidade do automóvel em relação à indicada no velocímetro.
- Elevar a posição do centro de massa do veículo tornando-o mais estável e aumentar a velocidade do automóvel em relação à indicada no velocímetro.
- Abaixar a posição do centro de massa do veículo tornando-o mais estável e diminuir a velocidade do automóvel em relação à indicada no velocímetro.
- Elevar a posição do centro de massa do veículo tornando-o mais estável e diminuir a velocidade do automóvel em relação à indicada no velocímetro.
Questão 2 – Enem 2013
Quando a luz branca incide em uma superfície metálica, são removidos elétrons desse material. Esse efeito é utilizado no acendimento automático das luzes nos postes de iluminação, na abertura automática das portas, no fotômetro fotográfico e em sistemas de alarme.
Esse efeito pode ser usado para fazer a transformação de energia
- nuclear para cinética.
- elétrica para radiante.
- térmica para química.
- radiante para cinética.
- potencial para cinética.
Questão 3 – Enem 2010
No nosso dia a dia deparamo-nos com muitas tarefas pequenas e problemas que demandam pouca energia para serem resolvidos e, por isso, não consideramos a eficiência energética de nossas ações. No global, isso significa desperdiçar muito calor que poderia ainda ser usado como fonte de energia para outros processos. Em ambientes industriais, esse reaproveitamento é feito por um processo chamado de cogeração. A figura a seguir ilustra um exemplo de cogeração na produção de energia elétrica.
HINRICHS, R. A.; KLEINBACH, M. Energia e meio ambiente. São Paulo: Pioneira Thomson Learning, 2003 (adaptado).
Em relação ao processo secundário de aproveitamento de energia ilustrado na figura, a perda global de energia é reduzida por meio da transformação de energia
- térmica em mecânica.
- mecânica em térmica.
- química em térmica.
- química em mecânica.
- elétrica em luminosa.
Questão 4 – Enem 2011
Partículas suspensas em um fluido apresentam contínua movimentação aleatória, chamado movimento browniano, causado pelos choques das partículas que compõem o fluido. A ideia de um inventor era construir uma série de palhetas, montadas sobre um eixo, que seriam postas em movimento pela agitação das partículas ao seu redor. Como o movimento ocorreria igualmente em ambos os sentidos de rotação, o cientista concebeu um segundo elemento, um dente de engrenagem assimétrico. Assim, em escala muito pequena, este tipo de motor poderia executar trabalho, por exemplo, puxando um pequeno peso para cima. O esquema, que já foi testado, é mostrado a seguir.
A explicação para a necessidade do uso da engrenagem com trava é
- O travamento do motor, para que ele não se solte aleatoriamente.
- A seleção da velocidade, controlada pela pressão nos dentes da engrenagem.
- O controle do sentido da velocidade tangencial, permitindo, inclusive, uma fácil leitura do seu valor.
- A determinação do movimento, devido ao caráter aleatório, cuja tendência é o equilíbrio.
- A escolha do ângulo a ser girado, sendo possível, inclusive, medi-lo pelo número de dentes da engrenagem.
Gabarito
Agora, confira as respostas corretas para as questões:
- Questão 1 – Alternativa A
- Questão 2 – Alternativa D
- Questão 3 – Alternativa A
- Questão 4 – Alternativa D
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