ENEM 2014 - PROVA AZUL - ITEM 46
Christiaan Huygens, em 1656, criou o relógio de pêndulo. Nesse dispositivo, a pontualidade baseia-se na regularidade das pequenas oscilações do pêndulo. Para manter a precisão desse relógio, diversos problemas foram contornados. Por exemplo, a haste passou por ajustes até que, no início do século XX, houve uma inovação, que foi sua fabricação usando uma liga metálica que se comporta regularmente em um largo intervalo de temperaturas.
YODER, J. G. Unrolling Time: Christiaan Huygens and the mathematization of nature. Cambridge: Cambridge University Press, 2004 (adaptado). Desprezando a presença de forças dissipativas e considerando a aceleração da gravidade constante, para que esse tipo de relógio realize corretamente a contagem do tempo, é necessário que o(a)
(A) comprimento da haste seja mantido constante.
(B) massa do corpo suspenso pela haste seja pequena. (C) material da haste possua alta condutividade térmica.
(D) amplitude da oscilação seja constante a qualquer temperatura.
(E) energia potencial gravitacional do corpo suspenso se mantenha constante.
A questão traz uma aplicação conceitual da teoria de oscilações trabalhadas em pêndulos simples. Ao conhecer a teoria e a relação entre o período e o as característica de um pêndulo, o candidato se torna apto a fazer as associações necessárias para resolver a questão.
Solução
Para pequenas oscilações de um pêndulo simples, o período de oscilação T de um pêndulo de haste com comprimento L, sob a ação de um campo gravitacional de aceleração g, é dado por
√
Desse modo, para que o período de oscilação não varie, causando diferenças em medidas de tempo, é necessário que o comprimento da haste, L, seja mantido constante.
ENEM 2014 - PROVA AZUL - ITEM 46
Comentários – Alternativas Erradas
Alternativa Principal
A principal alternativa errada é a alternativa D. Ao escolher essa alternativa, o candidato faz uma associação de palavras e conceitos que aparecem no tanto no enunciado quanto no texto da resposta. Percebe que no enunciado é citada a pontualidade dos relógios de pêndulo é baseada na regularidade de pequenas oscilações do mesmo, e que uma inovação que deixou esses mecanismos mais precisos foi uma liga que resiste melhor aos efeitos de temperatura. O candidato juntou as palavras “oscilação”, “constante” e “temperatura”, fazendo uma associação que a condição para que o relógio de pêndulo realize corretamente a contagem de tempo é a sua invariância a fatores relacionados à temperatura.
Alternativa Secundária
A alternativa E foi a segunda alternativa errada mais assinalada pelos candidatos. Ao escolher essa opção, os candidatos partiram do conceito de conservação da energia, e, ao ler que uma “energia” deve se manter “constante”, enxergam a alternativa como algo verdadeiro e assim a escolhem. Não atentam para o fato de que a alternativa fala apenas da energia potencial gravitacional, e não da energia total do corpo.
Desempenho Socioeconômico e Taxa de Resposta
O gráfico a seguir apresenta as taxas de resposta nas distintas alternativas em função de um indicador de status socioeconômico.
Esse indicador socioeconômico considera a escolaridade dos pais e os bens de consumo que a família tem acesso, tais como automóveis, televisores, banheiros na casa, dentre outros.
As famílias de classes mais altas estão no lado direito do gráfico, com valores do índice socioeconômico mais altos, enquanto as famílias mais pobres situam-se no lado esquerdo do gráfico.
ENEM 2014 - PROVA AZUL - ITEM 46
Taxa de Resposta em função do Status Socioeconômico
Comentários Gerais - Classificação e Desempenho
A alternativa correta, A, inicia com taxas de resposta inferiores a 20% para candidatos de famílias mais pobres, mantendo-se constante para os candidatos classificados com a metade mais baixa dos índices socioeconômicos. Ela cresce para a metade mais rica dos candidatos, alcançando taxas próximas a 30%. O conteúdo associado a essa questão não é muito trabalhado no ensino médio, e isso pode justificar a pouca influência do índice socioeconômico no desempenho, ainda que haja uma melhora neste para as classes mais altas.
A alternativa errada D, a mais escolhida pelos candidatos, apresenta a palavra “constante” em seu texto, associada à ideia da amplitude de oscilação pendular. Ela inicia com taxa de resposta oscilando em torno dos 30% e cresce em função do aumento do índice socioeconômico, alcançando taxas próximas a 50% de escolha para as famílias de classe alta. Esse aumento mostra que mesmo os candidatos de classe alta buscam nas alternativas opções que tragam palavras ou expressões que remetam a conceitos que eles achem verdadeiros, mesmo que estejam errados ou fora de contexto.
Já a alternativa E, também errada, teve uma taxa de escolha levemente inferior a 30% para os dois primeiros terços de candidatos mais pobres, e partir daí a taxa de resposta decresce para níveis inferiores a 20% de escolha pelos candidatos mais ricos.
Nota-se que há um comportamento inverso entre as alternativas A e E, e que, por se tratar de um tópico pouco abordado no ensino médio, mesmo os alunos de classes mais altas, mais treinados a resolverem questões de exames, procuram por uma resposta nas alternativas que apresentem associações de palavras e conceitos que eles julguem corretos, utilizando-se de um “truque” na escolha da resposta.
ENEM 2014 - PROVA AZUL - ITEM 50
É comum aos fotógrafos tirar fotos coloridas em ambientes iluminados por lâmpadas fluorescentes, que contêm uma forte composição de luz verde. A consequência desse fato na fotografia é que todos os objetos claros, principalmente os brancos, aparecerão esverdeados. Para equilibrar as cores, deve-se usar um filtro adequado para diminuir a intensidade da luz verde que chega aos sensores da câmera fotográfica. Na escolha desse filtro, utiliza-se o conhecimento da composição das cores-luz primárias: vermelho, verde e azul; e das cores-luz secundárias: amarelo = vermelho + verde, ciano = verde + azul e magenta = vermelho + azul.
Disponível em: http://nautilus.fis.uc.pt. Acesso em 20 maio 2014 (adaptado). Na situação descrita, qual deve ser o filtro utilizado para que a fotografia apresente as cores naturais dos objetos?
(A) Ciano. (B) Verde. (C) Amarelo.
(D) Magenta.
(E) Vermelho.
O assunto é bem presente no cotidiano: fotografias, mas a questão não traz de fato uma abordagem cotidiana: filtros de luz não são objetos dessa natureza. Pode-se encarar o enunciado como confuso, uma vez que não há menção se o filtro utilizado é de transmissão ou reflexão. Fazendo uma conexão entre o texto e a pergunta, era possível encontrar a resposta correta mesmo sem ter domínio do assunto, requerendo, portanto, uma conexão entre o enunciado e as alternativas. Poderia também ser feita uma associação com “filtros” de papel celofane: que as luzes que passam por eles têm a cor do filtro. No caso, um papel celofane magenta passaria luz magenta, e filtraria a verde.
Solução
Deve-se diminuir a intensidade da luz de cor verde, ou seja, equilibrar a luz verde com as luzes azul e vermelha. A associação de azul e vermelho remete ao magenta,
ENEM 2014 - PROVA AZUL - ITEM 50
Comentários – Alternativas Erradas
Alternativa Principal
O que leva o candidato a escolher a alternativa A como resposta pode ser o fato do candidato associar a cor do filtro, ciano, com a primeira cor que o compõe: o verde, que é justamente o que se quer filtrar. Porém os candidatos não se atentaram que o ciano é composto também pelo azul, e que o filtro não agiria da maneira desejada; tendo então sido escolhida como resposta por uma associação das palavras.
Alternativa Secundária
A alternativa B foi a segunda errada mais escolhida pelos candidatos. Essa escolha pode ser justificada pelo fato da associação entre a luz que se deve atenuar - verde - e o filtro a ser escolhido ser o verde.
Desempenho Socioeconômico e Taxa de Resposta
O gráfico a seguir apresenta as taxas de resposta nas distintas alternativas em função de um indicador de status socioeconômico.
Esse indicador socioeconômico considera a escolaridade dos pais e os bens de consumo que a família tem acesso, tais como automóveis, televisores, banheiros na casa, dentre outros.
As famílias de classes mais altas estão no lado direito do gráfico, com valores do índice socioeconômico mais altos, enquanto as famílias mais pobres situam-se no lado esquerdo do gráfico.
ENEM 2014 - PROVA AZUL - ITEM 50
Taxa de Resposta em função do Status Socioeconômico
Comentários Gerais - Classificação e Desempenho
A alternativa correta, D, inicia com taxas de resposta superiores a 20% para os candidatos de famílias mais pobres. A taxa cresce em função do aumento do índice socioeconômico, alcançando níveis próximos a 45% de escolha para os candidatos de famílias de classe alta. Para estes candidatos, é a alternativa mais escolhida, mostrando que os candidatos estão preparados de maneira diferente em relação aos outros.
A alternativa errada A iniciou com taxas de resposta inferiores a 35% para as classes mais baixas, tendo queda contínua com o aumento do índice socioeconômico dos candidatos, chegando a níveis inferiores a 15% de taxa de resposta para os candidatos de famílias de classe alta..
ENEM 2014 - PROVA AZUL - ITEM 55
Uma pessoa, lendo o manual de uma ducha que acabou de adquirir para a sua casa, observa o gráfico, que relaciona a vazão na ducha com a pressão, medida em metros de coluna de água (mca).
Nessa casa residem quatro pessoas. Cada uma delas toma um banho por dia, com duração média de 8 minutos, permanecendo o registro aberto com vazão máxima durante esse tempo. A ducha é instalada em um ponto seis metros abaixo do nível da lâmina de água, que se mantém constante dentro do reservatório.
Ao final de 30 dias, esses banhos consumirão um volume de água, em litros, igual a (A) 69 120.
(B) 17 280.
(C) 11 520.
(D) 8 640. (E) 2 880.
A questão aborda um assunto cotidiano, pedindo o cálculo do volume de água consumido por um chuveiro sendo dados, indiretamente, a vazão do mesmo e seu tempo de uso. Para achar a vazão do chuveiro é necessário interpretar uma informação do enunciado para buscar este dado no gráfico fornecido. Já o tempo de uso também é dado de maneira indireta: para encontra-lo, é preciso perceber qual o uso individual e multiplicar esse valor pelo número de pessoas que utilizam o chuveiro, bem como pelo período a ser utilizado. A partir dessas informações - vazão e tempo de uso - deve-se relacioná-las para que se obtenha o volume.
Solução
O candidato precisa calcular um volume de água a partir das informações apresentadas no enunciado e no gráfico. O raciocínio que levaria ao cálculo é:
(
) (
ENEM 2014 - PROVA AZUL - ITEM 55
O número de banhos é determinado pelo produto entre o número de pessoas existente na casa (4), quantos banhos elas tomam (1 por dia), e o período a ser considerado (30 dias), logo
Pelo enunciado, a ducha está instalada a seis metros abaixo do nível da lâmina de água, ou seja, a pressão estática sobre a ducha é de 6mca. Para essa pressão, de acordo com o gráfico, a vazão é 12litros/minuto.
Como cada banho tem duração média de 8 minutos, basta substituir os valores citados na equação para obter a resposta:
( ) (
) Essa resposta é apresentada pela alternativa C.
Comentários – Alternativas Erradas
Alternativa Principal
A alternativa B foi a principal alternativa errada escolhida pelos candidatos. Essa
opção é encontrada caso o candidato erre o cálculo do tempo de banho, que deveria ser feito pelo produto entre o número de pessoas da casa (4), a quantidade de dias a ser considerada (30) e o tempo de cada banho (8 minutos). Por desatenção, confundindo os números apresentados pelo enunciado, se houver uma substituição do tempo de cada banho de 8 minutos (correto) para 12 minutos (errado), ao multiplicar esse valor (30 x 4 x 12 = 1440) pela vazão do chuveiro (12 litros/minuto), obtém-se o volume de 17280 litros.
Alternativa Secundária
A alternativa D foi a segunda alternativa errada mais escolhida pelos candidatos.
Para chegar ao valor apresentado nela, o candidato calculou corretamente o tempo de uso do chuveiro pelo período a ser considerado, porém para o cálculo do volume utilizou um valor incorreto de vazão: 9 litros por minuto. O que leva o candidato a buscar esse número no gráfico é a informação do enunciado “A ducha é instalada em
um ponto seis metros abaixo do nível da lâmina de água”, e, ao olhar o gráfico,
percebe-se que o maior valor apresentado de “altura” (metros de coluna de água, mca) é 9. Subtraindo 6 desse valor, tem-se 3mca, e pelo gráfico, a vazão associada a essa pressão é justamente 9 litros por minuto, a vazão utilizada no cálculo do volume para se chegar a essa resposta.
ENEM 2014 - PROVA AZUL - ITEM 55
Desempenho Socioeconômico e Taxa de Resposta
O gráfico a seguir apresenta as taxas de resposta nas distintas alternativas em função de um indicador de status socioeconômico.
Esse indicador socioeconômico considera a escolaridade dos pais e os bens de consumo que a família tem acesso, tais como automóveis, televisores, banheiros na casa, dentre outros.
As famílias de classes mais altas estão no lado direito do gráfico, com valores do índice socioeconômico mais altos, enquanto as famílias mais pobres situam-se no lado esquerdo do gráfico.
A alternativa correta está apresentada em azul, com uma linha mais grossa.
ENEM 2014 - PROVA AZUL - ITEM 55
Comentários Gerais - Classificação e Desempenho
A alternativa correta, C, inicia com taxas de resposta oscilantes entre 20% e 30%.
Após essa oscilação, tem taxa crescente em função do aumento do índice socioeconômico, até superar 60% para os candidatos de famílias de classe alta. Esse percentual mostra que existe um treinamento maior destes candidatos para questões deste tipo.
A alternativa B, principal alternativa errada, teve taxa de resposta de 20% para
candidatos com baixo índice socioeconômico, crescendo até 30% para valores intermediários de índice socioeconômico, a partir dos quais volta a cair para aproximadamente 20% nos altos valores de índice socioeconômico. Tem-se que não foi um problema de conhecimentos em física que ocasionou este erro por parte dos alunos, e sim desatenção e confusão na hora de organizar as informações fornecidas com aquelas que deviam ser retiradas do gráfico.
As outras alternativas foram pouco escolhidas pelos candidatos, com índices inferiores a 20%, ou seja, menos que as respostas ao acaso.
ENEM 2014 - PROVA AZUL - ITEM 57
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.
A questão oferece um problema de natureza comum aos candidatos, por ser de categoria que é repetida exaustivamente no ensino de eletrodinâmica. Os dados para resolução devem ser mesclados entre a figura e o enunciado. Para resolver o problema, o candidato deveria analisar quais as consequências das duas possibilidades apresentadas nas alternativas, bem como encontrar a justificativa correta para o caso apresentado.
Solução
O brilho de uma lâmpada está relacionado à sua potência dissipada, podendo ser avaliado de acordo com outras grandezas que se relacionam com a potência, como uma alta corrente ou baixa resistência. Considere que as lâmpadas têm resistência R e o gerador é ideal e fornece uma tensão U.
Com a chave na posição A, a resistência equivalente do circuito é calculada pela associação em paralelo das lâmpadas 1 e 3:
Então, a corrente que passa pelo circuito iA é dada por
( ) A corrente pela lâmpada 1 nesse cenário, i1A, é:
ENEM 2014 - PROVA AZUL - ITEM 57
Com a chave na posição B, a resistência equivalente do circuito é calculada pela associação em paralelo das lâmpadas 1 e 3, e esta associação por sua vez está em série com a lâmpada 2. A resistência equivalente é
Então, a corrente que passa pelo circuito iB é dada por
A corrente pela lâmpada 1 nesse cenário, i1B, é:
Sendo a potência elétrica P definida por , temos que PA > PB pois iA > iB.
Logo, a lâmpada brilha mais com a chave na posição A, como apresentado pela
alternativa A..
Comentários – Alternativas Erradas
Alternativa Principal
A alternativa D foi a alternativa errada que mais foi escolhida pelos candidatos.
Para chegar a essa resposta o candidato associa o fato de que, com a chave na posição B, as três lâmpadas devem estar ligadas e por isso o gerador deveria fornecer uma tensão maior para que isso ocorra, que é um pensamento fisicamente incorreto. Alternativa Secundária
A alternativa A foi a segunda alternativa errada mais escolhida pelos candidatos.
Nela o candidato escolhe erroneamente a posição B, porém a escolhe por um pensamento correto: de que o maior brilho é consequência de uma maior potência dissipada, que por sua vez é um efeito de uma maior corrente circulando pela lâmpada.
Desempenho Socioeconômico e Taxa de Resposta
O gráfico a seguir apresenta as taxas de resposta nas distintas alternativas em função de um indicador de status socioeconômico.
Esse indicador socioeconômico considera a escolaridade dos pais e os bens de consumo que a família tem acesso, tais como automóveis, televisores, banheiros na casa, dentre outros.
As famílias de classes mais altas estão no lado direito do gráfico, com valores do índice socioeconômico mais altos, enquanto as famílias mais pobres situam-se no lado esquerdo do gráfico.
ENEM 2014 - PROVA AZUL - ITEM 57
Taxa de Resposta em função do Status Socioeconômico
Comentários Gerais - Classificação e Desempenho
A alternativa correta, C, teve taxas de resposta inferiores a 25% para os candidatos de classe mais baixa. Ela cresce com o aumento do índice socioeconômico, considerando os candidatos pertencentes à classes sociais mais altas, alcançando taxas de 40% de resposta.
Já a alternativa D, incorreta, teve início com taxas de resposta próximas a 30%, e essa taxa teve queda com o aumento do índice socioeconômico, chegando a níveis inferiores a 10%. Foi, a alternativa mais escolhida pelos candidatos mais pobres, e a menos escolhida pelos candidatos mais ricos, o que mostra que o entendimento do conceito apresentado por ela é fortemente associado ao índice socioeconômico do candidato.
A alternativa A, incorreta, merece atenção por ser a alternativa errada mais
escolhida pelos candidatos de alto nível socioeconômico. Nela é apresentada uma justificativa fisicamente correta, porém a escolha inicial da resposta era errada. Este tipo de questão mostra que os candidatos buscam entre as alternativas trechos que identifiquem como corretos, e utilizam esse “truque” como apoio para escolher a resposta.
ENEM 2014 - PROVA AZUL - ITEM 62
Um sistema de pistão contendo um gás é mostrado na figura. Sobre a extremidade superior do êmbolo, que pode movimentar-se livremente sem atrito, encontra-se um objeto. Através de uma chapa de aquecimento é possível fornecer calor ao gás e, com auxílio do manômetro, medir sua pressão. A partir de diferentes valores de calor fornecido, considerando o sistema como hermético, o objeto elevou-se em valores Δh, como mostrado no gráfico. Foram estudadas, separadamente, quantidades equimolares de dois diferentes gases, denominados M e V.
A diferença no comportamento dos gases no experimento decorre do fato de o gás M, em relação ao V, apresentar
(A) maior pressão de vapor. (B) menor massa molecular. (C) maior compressibilidade. (D) menor energia de ativação.
(E) menor capacidade calorífica
A questão mescla informações escritas no enunciado com uma figura esquemática e um gráfico. Aborda assuntos de termodinâmica, porém traz dados que levam a respostas diferentes de acordo com o método de resolução escolhido: um caminho utilizando a Lei dos Gases Ideais ou outro caminho utilizando a 1ª Lei da Termodinâmica. Apesar disso, a questão não foi anulada e a resposta oficial é a alternativa E, em negrito.
Solução
Ao dizer que o pistão se movimenta sem atrito e que o sistema é hermético, não há perdas de energia de nenhuma natureza.
Utilizando a Lei dos Gases Ideais, , e identificando o volume em função da altura Δh, tem-se que:
ENEM 2014 - PROVA AZUL - ITEM 62
Onde p é a pressão do gás, A é a área do pistão, n o número de mols do gás, R a constante real dos gases perfeitos, e ΔT a variação de temperatura à qual o gás é submetido. Rearranjando os termos:
Deste modo, percebe-se que a variação de altura do pistão é diretamente proporcional à variação de temperatura do gás.
Para os dois gases, M e V, os valores de n, R, p e A são iguais, restando analisar a variação de temperatura deles.
Tomando, do gráfico, um mesmo valor de calor fornecido, Q, tem-se que ΔhM >
ΔhV. Disso conclui-se que o gás M teve uma variação de temperatura maior que o
gás V, ou seja, ΔTM > ΔTV.
A relação entre o calor Q e a temperatura é dada por: