Fascículo 2
Ciências da Natureza e suas Tecnologias
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Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Neste fascículo, trataremos das habilidades contidas nas competências 1 e 2 da área de Ciências da Natureza e suas Tecnologias.

Segundo a Matriz de Referência ENEM, a competência de área 1 visa à compreensão das ciências naturais e das tecnologias a elas associadas como construções humanas, percebendo seus papéis nos processos de produção e no desenvolvimento econômico e social da humanidade. Nessa competência, são contempladas as habilidades de 1 a 4, que tratam de reconhecer características ou propriedades de fenômenos ondulatórios ou oscilatórios, relacionando-os a seus usos em diferentes contextos; associar a solução de problemas de comunicação, transporte, saúde ou outro, com o correspondente desenvolvimento científico e tecnológico; confrontar interpretações científicas com interpretações baseadas no senso comum, ao longo do tempo ou em diferentes culturas; e avaliar propostas de intervenção no ambiente, considerando a qualidade da vida humana ou medidas de conservação, recuperação ou utilização sustentável da biodiversidade.

Com relação à competência de área 2, o objetivo é identificar a presença e aplicar as tecnologias associadas às ciências naturais em diferentes contextos. Nessa competência, estão contidas três habilidades, assim apresentadas: dimensionar circuitos ou dispositivos elétricos de uso cotidiano; relacionar informações para compreender manuais de instalação ou utilização de aparelhos, ou sistemas tecnológicos de uso comum; e selecionar testes de controle, parâmetros ou critérios para a comparação de materiais e produtos, tendo em vista a defesa do consumidor, a saúde do trabalhador ou a qualidade de vida.

No próximo fascículo, traremos questões relativas à área de Linguagens, Códigos e suas Tecnologias. 

Bom proveito, {{answer_HtEET26PSDTO}}!
 
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Questão 1
O som é um tipo de onda que necessita de um meio para se propagar. Quando estamos analisando a produção e a captação de uma onda sonora, estamos diante de três participantes: a fonte sonora, o meio onde ela se propaga e o observador que está captando as ondas. Temos então três referenciais bem definidos. O tipo de onda captada dependerá de como a fonte e o observador se movem em relação ao meio de propagação da onda. Vamos considerar o meio parado em relação ao solo. Nesse caso, temos ainda três situações diferentes: a fonte se movimenta e o observador está parado; a fonte está parada e o observador está em movimento; a fonte e o observador estão em movimento. Nos três casos, podemos ter uma aproximação ou um afastamento entre a fonte e o observador.

O texto acima sugere situações envolvendo um importante fenômeno ondulatório que, apesar de ser facilmente observado com ondas sonoras, pode também ser verificado com outros tipos de ondas. Identifica-se o mesmo fenômeno descrito no texto quando
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Disponível em: http://www. sica.ufpb.br/~romero/ – Notas de Aula – Física Básica Universitária: Ondas Sonoras (adaptado).

 
Questão 2
Os bloqueadores de celular são aparelhos que têm a capacidade de impedir que uma região ou área consigam receber ou fazer qualquer ligação através do sistema de telefonia celular. Os bloqueadores atuam enviando uma “onda de ruído” que possui a mesma frequência e fases opostas às ondas enviadas pelos celulares.

O bloqueio dos celulares decorre principalmente do fenômeno físico denominado  *


 
Questão 3
Para captar as chamadas ondas gravitacionais, foi construído um observatório chamado LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory). O funcionamento do LIGO consiste em enviar raios de luz através de um canhão de laser para um filtro, que seleciona a direção de vibração da luz que continuará o seu trajeto e a direção de vibração que será impedida de passar. Assim, cada trajeto de luz seguirá uma direção até incidir sobre um espelho muito bem polido que re etirá a luz de volta. Quando a luz retorna ao canhão de laser, os resultados recebidos são comparados com os resultados emitidos para ver se houve interferência das ondas gravitacionais. 

O fenômeno ótico que está presente no filtro utilizado no LIGO é a *


 
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Questão 4
Você já tomou a vacina contra H1N1? 

A vacina contra influenza (fragmentada e inativada) é composta por diferentes cepas do vírus Myxovirus in influenzae inativados, fragmentados e purificados. A composição e concentração de antígenos hemaglutanina (HA) são atualizadas a cada ano, em função de dados epidemiológicos, segundo as recomendações da Organização Mundial da Saúde (OMS). 

Cada dose da vacina contém traços de neomicina, no limite máximo de 20 picogramas (10-¹² gramas), de Triton – X, num valor estimado ≤ microgramas (10-⁶ gramas) e de formaldeído, no limite máximo de microgramas. 

Embora a vacina influenza contenha apenas traços dos componentes citados, os quais são utilizados durante sua fabricação, qualquer reação alérgica prévia deve ser considerada pelo médico responsável. 

Sobre o texto acima, assinale o item correto.  *


 
Questão 5
Fleety – um carro elétrico chinês no Brasil 


O modelo disponível, de 2013, o E6, tem baterias de fosfato de ferro com capacidade para 80 kWh e um propulsor elétrico, que gera o equivalente a 122 cv, no lugar do motor a combustão convencional. 

Em teoria, o E6 pode chegar a uma velocidade máxima de 140 km/h – e sem a emissão dos gases comuns dos carros normais. Uma das coisas mais bacanas do carro é que, ao frear, a bateria é recarregada. O mesmo acontece numa descida: se você deixar o carro “rolar” e não apertar o acelerador, o próprio movimento retorna energia para o veículo e otimiza sua autonomia.

Um indicador no painel mostra quanto o carro está consumindo ou recarregando à medida que você vai andando, além de oferecer uma estimativa do quanto você ainda pode andar com segurança. 

O desenvolvimento de um carro com as características descritas pode ser considerado uma grande evolução científica, pois faz com que  *

Disponível em: http://www.tecmundo.com.br. Acesso em: 19 maio 2016 (adaptado).

 
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Questão 6
Ultrassom em excesso pode prejudicar a formação do cérebro

Recentemente, (...) a facilidade de fazer ultrassonografias popularizou os exames eletivos, como os tridimensionais em alta resolução, “para ver o rostinho do bebê” (...). Tais exames, segundo alguns sites, seriam “completamente isentos de malefícios” e, portanto, poderiam ser feitos “à vontade”. Mas (...) a verdade é um pouco diferente. O exame de ultrassonografia expõe o embrião ou feto a uma rajada de ondas mecânicas de alta frequência, usadas em laboratório para dissociar e até matar células. Por isso, Pasko Rakic, um dos maiores especialistas no desenvolvimento pré-natal do sistema nervoso, suspeitou que o exame não fosse tão inofensivo assim. Em um estudo publicado em 2006, Rakic mostrou que, aplicada a fêmeas prenhes de camundongos em condições comparáveis às dos exames feitos em humanos, a ultrassonografia pode, sim, prejudicar a migração dos neurônios que formarão o cérebro dos  filhotes.

Quando se fala sobre efeitos nocivos de ondas sobre o corpo humano, costuma-se dar uma ênfase quase que exclusiva às ondas eletromagnéticas, como as radiações ultravioleta, os raios X e os raios gama. Os raios X, particularmente, são muito importantes na Medicina, pois os exames radiológicos permitem visualizações excelentes de uma fratura ou alguma outra estrutura que precise ser melhor examinada. Após a leitura do texto acima e confrontando as interpretações científicas com as interpretações baseadas no senso comum, na comparação dos efeitos das ondas eletromagnéticas com os hipotéticos efeitos do ultrassom, é possível inferir que as pessoas normalmente se preocupam menos com estes últimos porque
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[texto] Disponível em: <http://www2.uol.com.br>;. Acesso em: 29 maio 2016 (adaptado).

 
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Questão 7
OMS: resultados globais sobre progressos das metas de saúde são mistos 

Relatório Estatísticas Mundiais da Saúde confirma que Objetivos do Milênio sobre HIV, malária, tuberculose e acesso à água potável serão cumpridos até dezembro; redução da mortalidade materna e infantil não será suficiente.

Apesar de algumas boas notícias no relatório da OMS de 2015 sobre Estatísticas Mundiais da Saúde, ainda há muito a se fazer em relação ao combate às doenças infecciosas e parasitárias no mundo. Com o aumento do acesso à água potável no mundo, espera-se reduzir a incidência de 
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Leda Letra, da Rádio ONU em Nova York. 13 maio 2015.

 
Questão 8
Um grupo de cientistas da Universidade de Columbia, nos Estados Unidos, anunciou ter criado árvores artificiais com galhos semelhantes aos pinheiros, mas não precisa de sol nem água para funcionar, pois o segredo está nas folhas de material polimérico capaz de absorver o gás carbônico (CO2) da atmosfera quase mil vezes mais rapidamente do que as árvores naturais. Enquanto essas armazenam o CO2 em seus tecidos, aquelas filtram e comprimem o gás e o transforma em líquido, o que posteriormente poderia ser armazenado definitivamente no subsolo. 

Então, a medida citada no texto apresenta o benefício de  *

Disponível em: http://www.bbc.com. Acesso em: 24 maio 2016 (adaptado).

 
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Questão 9
Um trecho de uma instalação elétrica de uma casa possui um chuveiro elétrico, um ferro e um secador ligados em um gerador, conforme a representação a seguir. Todos os aparelhos estão ligados conforme especificação do fabricante para garantir uma potência máxima sem comprometer a durabilidade do aparelho. 

Qual a corrente total que esse trecho do circuito precisa para funcionar corretamente? *


 
Questão 10
Uma chapinha modeladora de cabelo e um secador de cabelo possuem a mesma potência. A chapinha foi projetada para ser utilizada em uma tensão de 110 V, enquanto que o secador foi projetado para uma tensão de 220 V. 

Colocando-os para funcionar durante 10 minutos, segundo as condições projetadas de utilização, podemos inferir que  *


 
Questão 11
Calçada capaz de gerar energia solar é instalada nos EUA 

Um grupo de estudantes do Instituto Solar da Universidade George Washington e os arquitetos norte-americanos do Studio39 desenvolveram o Solar Walk, um pavimento sensível que transforma os raios de sol em energia. Composta por painéis fotovoltaicos, a nova calçada é resistente, não oferece riscos aos pedestres e ainda pode gerar até 400 watts de eletricidade. Composta por 27 placas solares semitranslúcidas instaladas no chão, a calçada, com pouco mais de nove metros, é capaz de fornecer eletricidade a um sistema de 400 lâmpadas LED instaladas debaixo do passeio público, e, no final de sua extensão, a estrutura se liga a um sistema que gera energia suficiente para abastecer o Innovation Hall, importante edifício da universidade.

Imagine que o sistema descrito no artigo esteja operando à potência máxima, da qual 10% é destinada para o sistema de lâmpadas LED instaladas debaixo do passeio público. Desprezando perdas energéticas e considerando que cada uma das lâmpadas esteja submetida a uma tensão de 2 V, a corrente elétrica que passa por cada lâmpada é  *

[texto] Disponível em: <http://ciclovivo.com.br>;. Acesso em: 21 mar. 2015 (adaptado).

 
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Questão 12
O manual de instalação de um aquecedor de água a gás explica que seu funcionamento é automático quando há passagem de água pela ducha ou pelo lavatório. Sugere também que, para um melhor desempenho, a pressão desenvolvida pelo aquecedor deve ser igual à pressão da coluna de água que será usada na ducha ou no lavatório. 

Considerando que o tamanho do aquecedor deve corresponder a 10% da coluna de água a ser usada, qual a pressão que esse aquecedor deve desenvolver para ter o seu melhor desempenho ao aquecer água na ducha?

Para efeitos de cálculo, use a densidade da água como sendo d = 10³ kg/m³ e a aceleração da gravidade local como sendo 10 m/s².  *

 

 
Questão 13
Aquecedor de mamadeira portátil 

Apresentamos nosso aquecedor de mamadeira. Produto desenvolvido para utilização em automóveis, visando a oferecer maior conforto para viagens e passeios de longa e de curta distância. Tem design arrojado e é de fácil utilização. Mais uma vez, a inovação trazendo soluções que fazem a diferença no dia a dia das crianças e também dos adultos. 

O fabricante do produto descrito acima apresenta, no manual de instruções, as seguintes especificações técnicas (Imagem): 

Em certa ocasião, o dono de uma loja verificou que um determinado lote desses aquecedores portáteis de mamadeiras estava sem os seus respectivos fusíveis. Enviou, então, esse lote para um técnico especializado, o qual recorreu ao manual de instruções do produto para saber qual fusível utilizar. Que especificações do manual são indispensáveis na determinação da amperagem do fusível e qual é o seu respectivo valor?  *


 
Questão 14
Leia os textos a seguir
TEXTO I 
Desastre de mariana afetou mais de 660 quilômetros de rios 

O desastre ambiental provocado pelo rompimento da Barragem do Fundão, da Mineradora Samarco em Mariana (MG), no último dia 5 de novembro, atingiu 663 quilômetros de rios e resultou na destruição de 1 469 hectares de vegetação, incluindo Áreas de Preservação Permanente, mostra laudo técnico preliminar do Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis (Ibama). 

TEXTO II
Exploração agropecuária ameaça mananciais em SE
Deso listou casos alarmantes no interior do estado.
O avanço da exploração agrícola e pecuária de forma desenfreada é apontado pelo Ministério de Agricultura, Pecuária e Abastecimento como a principal fonte poluidora de mananciais e degradação do solo. Manejo de culturas em áreas onde não há aptidão, uso de fertilizantes e pisoteio do gado são algumas ações que acarretam prejuízos ao meio ambiente e à sociedade humana, interferindo no trabalho da Companhia de Saneamento de Sergipe – Deso. 

A poluição dos ecossistemas aquáticos é um dos maiores problemas ambientais a serem enfrentados no mundo todo. A identificação do tipo de poluente e do grau de poluição é fundamental para a recuperação dos ambientes poluídos, podendo ser considerado indicador de poluição *

[texto I] 6 jan. 2016 – Da Agência Brasil. 
[texto II] Disponível em: http://www.infonet.com.br/cidade/ler.asp?id=186260.

 
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Resoluções

01 D
O texto procura sugerir detalhes acerca do efeito Doppler-Fizeau. Esse efeito consiste na mudança aparente na frequência da onda emitida por determinada fonte quando detectada por um observador em relação ao qual essa fonte esteja em movimento (relativo). Analisando os itens:

a) Incorreto. Quando a luz do Sol (policromática) penetra em um prisma, ocorre a decomposição da luz, dividindo-a em várias componentes de cores.

b) Incorreto. Quando o feixe laser penetra em um bloco de vidro, ocorre a refração da luz, o que modifica a velocidade de propagação da onda.

c) Incorreto. Através da ressonância, uma cantora de ópera, emitindo a frequência conveniente, é capaz de quebrar uma taça de cristal.

d) Correto. Na Astronomia, é extremamente importante o estudo do efeito Doppler da luz, também conhecido como efeito Fizeau. Quando uma estrela e o nosso planeta estão se aproximando ou afastando um do outro, nota-se um desvio para o vermelho (no afastamento) ou para o azul (na aproximação), conforme a figura abaixo. 

e) Incorreto. Na óptica da visão, o uso de lentes corretivas se baseia no desvio provocado pela refração da luz ao passar do ar para a lente.

Imagem referente a letra d)
 
02 E
O bloqueio dos celulares é feito com interferência destrutiva de ondas. Para isso, é necessário que essas ondas sejam de fases opostas. 

Assim, o sinal enviado pelo celular é anulado pelo sinal do bloqueador, gerando uma área onde os celulares não conseguem conversar com a central.

 
03 D
O texto diz que o filtro “seleciona a direção de vibração da luz que continuará o seu trajeto e a direção de vibração que será impedida de passar”. O fenômeno que ocorre em ondas transversais, como a luz, que tem a função de filtrar a sua direção de vibração é a polarização.

 
04 E
a) Falso. As substâncias presentes na vacina podem provocar reações alérgicas, mas nem toda reação alérgica em pacientes provém de componentes da vacina.

b) Falso. O vírus sempre sofre mutação, e a vacinação somente imuniza contra o tipo de cepas da época em que a vacina é aplicada.

c) Falso. O texto não se refere a custo ou desenvolvimento de novas tecnologias para baratear o processo de obtenção da vacina. Assim, não se sabe se o custo atual é alto ou já é satisfatório.

d) Falso. Com concentração de 10-⁶ gramas, o formaldeído não apresenta toxicidade reconhecida para o organismo humano.

e) Verdadeiro.

 
05 D
a) Falso, pois há consumo de energia da bateria.
b) Falso, pois a bateria armazena energia química.
c) Falso, pois a bateria armazena energia química e não elétrica.
d) Verdadeiro, de acordo com o texto.
e) Falso, pois kWh é unidade de energia e não de potência.

 
06 A
Existe uma tendência muito forte nas interpretações voltadas ao senso comum de pensar sempre nas ondas eletromagnéticas como algo extremamente nocivo ao corpo humano. Por exemplo, a mídia fala muito sobre a influência dos raios ultravioleta no desenvolvimento do câncer de pele. Todos nós sabemos que não devemos nos expor exageradamente aos raios X, nem muito menos aos raios gama, com risco também de câncer. Mas existem radiações eletromagnéticas que não são ionizantes, como a luz visível, por exemplo. Os ultrassons, como o próprio nome sugere, são apenas um tipo de onda mecânica e sonora, com frequência superior a 20 kHz, inaudível para seres humanos. Por ser um tipo de onda sonora, ainda mais inaudível, as pessoas têm a tendência de nunca pensar em algum eventual efeito nocivo dela sobre o corpo humano. A pesquisa descrita no texto nos mostra a possibilidade de haver algum efeito devido à alta frequência, como afirma: “O exame de ultrassonogra a expõe o embrião ou feto a uma rajada de ondas mecânicas de alta frequência, usadas em laboratório para dissociar e até matar células”.

 
07 E
As diarreias causadas por agentes parasitários e transmitidas pelo consumo de água contaminada por fezes de doentes, o que é particularmente comum em regiões pobres sem acesso a saneamento básico e água tratada, estão entre as principais causas de mortalidade infantil no mundo. O HIV é o vírus causador da AIDS, doença transmitida por via sexual ou sanguínea, mas sem relação com o consumo de água contaminada. O câncer de colo uterino está relacionado ao HPV, vírus sexualmente transmissível. A malária é causada pelo protozoário Plasmodium sp e transmitida pela fêmea do mosquito-prego (Anopheles sp), endêmico de regiões tropicais. A tuberculose é causada pela bactéria Mycobacterium tuberculosis ou bacilo de Koch e transmitida por aerossóis de saliva ou secreções das vias aéreas, afetando basicamente indivíduos com imunidade deficiente, como desnutridos, idosos e soropositivos para o HIV.

 
08 C
A utilização das árvores artificiais capazes de absorver CO2 atmosférico tem como propósito reduzir a concentração do CO2 na atmosfera, para que a humanidade tenha tempo para encontrar alternativas melhores no desenvolvimento de novas tecnologias. Por exemplo, na utilização de fontes de energias que não produzam gases de efeito estufa, proporcionando, portanto, a utilização sustentável da biodiversidade.

 
 

 
10 B
Se ambos funcionarão segundo as especificações originais, terão o mesmo consumo de energia elétrica; afinal de contas, E = P •

 
11 E
A potência máxima total é 400 W, segundo o artigo. Desses 400 W, 10% (ou seja, 40 W) são utilizados pelo sistema composto por 400 lâmpadas. Cada uma apresenta tensão de 2 V e é percorrida por uma corrente i. Logo, teremos:

 
12 C
Como o tamanho do aquecedor é 1,3 m e corresponde a 10% da coluna de água, a altura da coluna de água vale 13 m. A pressão do aquecedor é igual à pressão dessa coluna de água:

 
13 A
Para a devida determinação da amperagem do fusível, são indispensáveis os valores da potência de consumo (P = 11 W) e tensão de alimentação (U = 12 V). Assim sendo, a corrente elétrica i de funcionamento do aquecedor será:

 
14 D
No episódio da lama tóxica de Mariana, são indicadores de poluição da água o aumento no teor de metais pesados e o aumento na turbidez (ou seja, a diminuição na visibilidade devido ao excesso de poeira). O aumento dos coliformes é um indicador de poluição por esgoto doméstico, uma vez que coliformes são bactérias liberadas nas fezes humanas. No episódio do excesso de fertilizantes em Sergipe, ocorre eutrofização, uma vez que os fertilizantes à base de NPK (contendo nitratos, fosfatos e potássio) levam à proliferação de algas e cianobactérias ( oração das águas), com aumento na quantidade de matéria orgânica e na atividade de decomposição biológica aeróbica, levando ao aumento no consumo de oxigênio na água (aumento na demanda bioquímica de oxigênio) e à diminuição no teor de oxigênio, com morte de seres aeróbicos e proliferação de seres anaeróbicos.

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