Você sabe como funciona a Lei de Arquimedes? Esse é um dos conteúdos mais cobrados no Enem, sendo indispensável conhecê-lo para se sair bem no exame.
A prova de Ciências da Natureza e suas Tecnologias engloba conhecimentos das áreas de química, biologia e física.
Falando de física especificamente, os estudos de hidrostática, campo que abarco a Lei de Arquimedes, costumam aparecer de forma frequente no exame. Dessa forma, é essencial aprofundar seus estudos nesse conteúdo.
Neste artigo, falaremos mais sobre a Lei de Arquimedes e sobre os conteúdos de física que mais caem no Enem.
Confira:
Atualmente, o Enem é dividido em quatro grandes áreas de conhecimento — Ciências Humanas e suas Tecnologias, Ciências da Natureza e suas Tecnologias, Linguagens, Códigos e suas Tecnologias e Matemática e suas Tecnologias.
Além das questões objetivas, que atravessam as quatro áreas citadas anteriormente, os estudantes também devem escrever uma redação, que compõe a nota da avaliação.
No total, o exame conta com 180 questões — 45 para cada área do conhecimento. Ou seja, a prova Ciências da Natureza e suas Tecnologias é composta por 45 questões objetivas, com 5 alternativas de resposta em cada uma delas.
O total de questões de Ciências da Natureza é dividido entre as disciplinas física, química e biologia. Dessa forma, a estimativa é que caiam, em média, 15 questões de física no exame.
Na prova de Ciências da Natureza, é comum que os estudantes se deparem com questões relacionadas ao dia a dia. Através de exemplos concretos e que se relacionam à rotina, as questões da prova instigam o aluno a pensar sobre os fenômenos biológicos, químicos e físicos que o cercam.
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Antes de qualquer coisa, é importante pontuarmos que o objetivo do Enem é medir o grau de conhecimento fundamental do estudante na disciplina e sua capacidade de relacionar os conteúdos com seu dia a dia.
Mas o que isso quer dizer? O velho hábito de decorar fórmulas não funciona muito bem quando falamos de física no Enem.
Para estudar física para o Enem, a principal recomendação é tentar entender a fundo as teorias e suas aplicações, sendo capaz de entender sua funcionalidade no mundo que nos cerca.
Nesse sentido, a prática de exercícios, a resolução de provas anteriores e a produção de resumo das aulas podem ajudar a fixar tudo. Contudo, o principal em física não é decorar, mas sim compreender os conceitos e estar apto para aplicá-los.
Abaixo, trazemos os principais assuntos de física cobrados no Enem:
Hidrostática é a parte da física que estuda as características dos fluidos em repouso. Essa área estuda a pressão exercida sobre corpos imersos em fluidos, como o ar atmosférico e a água.
A Lei de Arquimedes, que aprofundaremos mais adiante no artigo, é um dos princípios que formam a base teórica da Hidrostática
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Mecânica é o campo da física que estuda o movimento e repouso dos corpos, estejam sob a ação de forças ou não. Os estudos da mecânica dividem-se em três áreas: cinemática, dinâmica e estática.
Todos os movimentos que acontecem em nosso cotidiano podem ser descritos pelas equações dessa área. Não é à toa que os conhecimentos desse campo da física são os mais cobrados no Enem.
Abaixo, trazemos alguns tópicos que merecem sua atenção:
Ondulatória é a parte da Física que estuda as ondas, ou seja, qualquer perturbação (pulso) que se propaga em um meio.
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A acústica é o campo da física associado ao estudo do som e dos fenômenos relacionados.
O som é um fenômeno ondulatório causado pelos mais diversos objetos e se propaga através dos diferentes estados físicos da matéria
Calorimetria é o ramo da física que estuda as trocas de energia entre corpos ou sistemas quando essas trocas se dão na forma de calor.
Calor significa uma transferência de energia térmica de um sistema para outro, ou seja: podemos dizer que um corpo recebe calor, mas não que ele possui calor.
Os resistores são dispositivos eletrônicos que tem como função transformar energia elétrica em energia térmica.
A maior parte dos resistores é feita de materiais de alta resistência elétrica, e esses são conhecidos como dielétricos. Os que apresentam uma resistência elétrica constante são conhecidos como resistores ôhmicos.
Os resistores fazem parte do nosso cotidiano, embora muitas vezes não tenhamos que lidar diretamente com eles. Por isso, é comum que esse conteúdo apareça na prova de Ciências da Natureza.
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Arquimedes foi um físico, matemático e inventor nascido em 287 a.C na colônia grega de Siracusa, na Sicília. Ele é considerado um dos principais cientistas da Antiguidade Clássica.
Mas como surgiu a Lei de Arquimedes?
De acordo com a história, certa vez, o rei Hieron entregou uma porção de ouro a um ourives para que ele confeccionasse uma coroa. Contudo, quando o profissional entregou a coroa, o rei desconfiou que o ourives tinha substituído certa quantidade de ouro por prata.
Em busca da verdade, o rei encarregou Arquimedes de descobrir se sua suspeita era ou não verdadeira. Foi durante um banho que Arquimedes encontrou um meio de resolver o impasse. O cientista percebeu que, ao mergulhar seu corpo na banheira, o nível da água subia.
Assim, ele preparou blocos de prata e ouro com o mesmo peso da coroa e, mergulhando um de cada vez em um recipiente com água, observou o aumento nos níveis do líquido. Percebendo que o volume de água deslocado pelos dois blocos era diferente, Arquimedes conseguiu determinar as massas aproximadas de ouro e prata utilizadas na confecção da coroa.
Esse experimento levou o cientista à definição do que hoje chamamos de princípio de Arquimedes: todo corpo mergulhado em um fluido sofre a ação de uma força, vertical e ascendente, que é igual ao peso do volume de líquido deslocado pelo corpo.
Se você já entrou em uma piscina, certamente já teve a sensação de que seu corpo submerso parece mais leve, não é mesmo? Ou se nunca entrou em uma piscina, possivelmente já deve ter se perguntado porque um cubo de gelo fica boiando na superfície de um copo contendo água, por exemplo.
Esses fenômenos do nosso cotidiano que mencionamos são aplicações da Lei de Arquimedes.
Confira o que foi postulado pelo cientista:
“Todo corpo mergulhado num fluido recebe um impulso de baixo para cima igual ao peso do volume do fluido deslocado, por esse motivo, os corpos mais densos que a água, afundam, enquanto os menos densos flutuam”.
Isso explica porque quando estamos imersos na água, por exemplo, seja na praia ou na piscina, temos a percepção que somos mais leves do que fora dela. Também esclarece porque o gelo flutua em um copo de água.
Esse impulso de baixo para cima é chamado de força de empuxo. A seguir, explicamos mais sobre ele.
O empuxo é uma força que surge quando algum corpo ocupa espaço dentro de um fluido.
Essa força depende exclusivamente do volume do fluido que foi deslocado, bem como a densidade do fluido e a gravidade local.
Dessa forma, para calcular a força empuxo, utiliza-se a seguinte fórmula:
E= df.Vfd.g
No Sistema Internacional (SI) de Unidades, o empuxo é medido pela unidade Newton (N).
Peso aparente é a resultante das forças peso e empuxo que agem sobre um corpo inserido em um fluido.
É o peso aparente que explica porque um corpo parece mais leve do que realmente é dentro de um fluido. Isso ocorre porque a força de empuxo atua sobre esse corpo na direção vertical, apontando sempre para cima.
O peso aparente pode ser calculado da seguinte forma:
PAP = P - E
Confira abaixo algumas das principais fórmulas utilizadas no estudo da Hidrostática.
A densidade mede a quantidade de matéria contida em um fluido ou em um corpo por unidade de espaço ocupado por ele:
d = m/V
O teorema de Pascal indica que o acréscimo de pressão exercido em um fluido em equilíbrio é distribuído sobre ele de forma integral e homogênea:
F/A = constante
O empuxo é a força exercida por um fluido que foi deslocado de sua posição em decorrência da inserção de um corpo. O empuxo depende do volume de fluido deslocado, da gravidade local e da densidade do fluido:
E= df.Vfd.g
O peso aparente é a força resultante sobre um corpo inserido total ou parcialmente sobre um fluido:
PAP = P - E
Abaixo, separamos algumas questões do Enem sobre a Lei de Arquimedes para você treinar. Confira:
1. (Enem - 2010) Um consumidor desconfia que a balança do supermercado não está aferindo corretamente a massa dos produtos. Ao chegar a casa resolve conferir se a balança estava descalibrada. Para isso, utiliza um recipiente provido de escala volumétrica, contendo 1,0 litro d’água. Ele coloca uma porção dos legumes que comprou dentro do recipiente e observa que a água atinge a marca de 1,5 litro e também que a porção não ficara totalmente submersa, com 13 de seu volume fora d’água. Para concluir o teste, o consumidor, com ajuda da internet, verifica que a densidade dos legumes, em questão, é a metade da densidade da água, onde, Págua = 1 g/cm3.
No supermercado a balança registrou a massa da porção de legumes igual a 0,500 kg (meio quilograma). Considerando que o método adotado tenha boa precisão, o consumidor concluiu que a balança estava descalibrada e deveria ter registrado a massa da porção de legumes igual a:
A - 0,073 kg.
B - 0,167 kg.
C - 0,250 kg.
D - 0,375 kg.
E - 0,750 kg.
Gabarito: letra D
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2. (Enem - 2009) Durante uma obra em um clube, um grupo de trabalhadores teve de remover uma escultura de ferro maciço colocada no fundo de uma piscina vazia. Cinco trabalhadores amarraram cordas à escultura e tentaram puxá-la para cima, sem sucesso.
Se a piscina for preenchida com água, ficará mais fácil para os trabalhadores removerem a escultura, pois a:
A - escultura flutuará, desta forma, os homens não precisarão fazer força para remover a escultura do fundo.
B - escultura ficará como peso menor. Desta forma, a intensidade da força necessária para elevar a escultura será menor.
C - água exercerá uma força na escultura proporcional a sua massa, e para cima. Esta força se somará à força que os trabalhadores fazem para anular a ação da força peso da escultura.
D - água exercerá uma força na escultura para baixo, e esta passará a receber uma força ascendente do piso da piscina. Esta força ajudará a anular a ação da força peso na escultura.
E - água exercerá uma força na escultura proporcional ao seu volume, e para cima. Esta força se somará à força que os trabalhadores fazem, podendo resultar em uma força ascendente maior que o peso da escultura.
Gabarito: letra E
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3. (Enem - 2010) O controle de qualidade é uma exigência da sociedade moderna na qual os bens de consumo são produzidos em escala industrial. Nesse controle de qualidade são determinados parâmetros que permitem chocar a qualidade de cada produto. O álcool combustível é um produto de amplo consumo muito adulterado, pois recebe adição de outros materiais para aumentar a margem de lucro de quem o comercializa. De acordo com a Agencia Nacional de Petróleo (ANP), o álcool combustível deve ter densidade entre 0,805 g/cm³ e 0,811 g/cm³. Em algumas bombas de combustível a densidade do álcool pode ser verificada por meio de um densímetro similar ao desenhado abaixo, que consiste em duas bolas com valores de densidade diferentes e verifica quando o álcool está fora da faixa permitida. Na imagem, são apresentadas situações distintas para três amostras de álcool combustível.
A respeito das amostras ou do densímetro, pode-se afirmar que
A - a densidade da bola escura deve ser igual a 0,811 g/cm³.
B - a amostra 1 possui densidade menor do que a permitida.
C - a bola clara tem densidade igual à densidade da bola escura.
D- a amostra que está dentro do padrão estabelecido é a de número 2.
E - o sistema poderia ser feito com uma única bola de densidade entre 0,805 g/cm³ e 0,811 g/cm³.
Gabarito: letra D
