ENEM 2007 — questão 57 de Física
Enunciado em texto
[Quadro com o título "MOCHILA GERADORA DE ENERGIA" e o subtítulo "O sobe-e-desce dos quadris faz a mochila gerar eletricidade". Ao lado do texto, a foto da armação da mochila, com as indicações "Gerador" (no alto), "Molas" (verticais) e "Compartimento de carga" (embaixo). O texto do quadro:]
▸ A mochila tem uma estrutura rígida semelhante à usada por alpinistas.
▸ O compartimento de carga é suspenso por molas colocadas na vertical.
▸ Durante a caminhada, os quadris sobem e descem em média cinco centímetros. A energia produzida pelo vai-e-vem do compartimento de peso faz girar um motor conectado ao gerador de eletricidade.
Istoé, n.º 1.864, set./2005, p. 69 (com adaptações).
Com o projeto de mochila ilustrado acima, pretende-se aproveitar, na geração de energia elétrica para acionar dispositivos eletrônicos portáteis, parte da energia desperdiçada no ato de caminhar. As transformações de energia envolvidas na produção de eletricidade enquanto uma pessoa caminha com essa mochila podem ser assim esquematizadas:
[Esquema com o título "MOVIMENTO DA MOCHILA": uma caixa "Energia potencial" ligada à caixa "Energia I" por duas setas curvas, uma em cada sentido (ida e volta); da caixa "Energia I" sai uma seta para a caixa "Energia II".]
As energias I e II, representadas no esquema acima, podem ser identificadas, respectivamente, como
a) cinética e elétrica.
b) térmica e cinética.
c) térmica e elétrica.
d) sonora e térmica.
e) radiante e elétrica.
(Enunciado e figura: ENEM 2007, prova 1 – Amarela — INEP.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao ENEM.
Resolução comentada
O que a questão pede: que tipo de energia é a Energia I, que troca de lugar com a potencial, e que tipo é a Energia II, o produto final.
Passo 1 — a troca de ida e volta (Energia I). O compartimento de carga sobe e desce, pendurado nas molas. Quando ele está no alto, ou com as molas mais esticadas ou comprimidas, guarda energia potencial (gravitacional e elástica). Quando ele se move entre esses extremos, essa energia vira energia de movimento, a cinética, e depois volta a ser potencial. É uma oscilação, por isso as setas de ida e volta: a Energia I é a cinética.
Passo 2 — a saída (Energia II). O movimento do compartimento faz girar o motor ligado ao gerador, e o gerador transforma energia cinética em energia elétrica, que é o objetivo da mochila.
Por que não as outras: energia térmica e sonora aparecem, mas como perdas (atrito, barulho), não como as etapas úteis do esquema; e não há energia radiante (luz) envolvida no processo.
⚠️ A armadilha: marcar a (C), pensando que "a pessoa esquenta ao caminhar". O calor é energia desperdiçada; o que o gerador aproveita é o movimento do compartimento.
A ideia em uma frase: no sobe-e-desce, potencial e cinética se alternam, e o gerador transforma a cinética em elétrica.
Resposta: alternativa A (cinética e elétrica).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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