UERJ 2020 (1º Exame de Qualificação) — questão 36 de Física
Enunciado em texto
Utilize as informações a seguir para responder às questões 35 a 37.
As duas cadeias carbônicas que formam a molécula de DNA são unidas por meio de ligações de hidrogênio entre bases nitrogenadas. Há quatro tipos de bases nitrogenadas: adenina, citosina, guanina e timina.
[Figura: trecho de uma dupla hélice de DNA, com as duas fitas azuis enroladas e “degraus” coloridos entre elas. Setas indicam, num degrau, citosina (à esquerda) pareada com guanina (à direita) e, no degrau de baixo, timina (à esquerda) pareada com adenina (à direita).]
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Nas estruturas a seguir, estão representadas, em pontilhado, as ligações de hidrogênio existentes nos pareamentos entre as bases timina e adenina, e citosina e guanina, na formação da molécula de DNA.
[Figura: fórmulas estruturais de dois pares de bases. À esquerda, TIMINA e ADENINA unidas por duas ligações de hidrogênio pontilhadas (O····H–N e N–H····N). À direita, CITOSINA e GUANINA unidas por três ligações de hidrogênio pontilhadas (N–H····O, N····H–N e O····H–N).]
Para romper uma ligação de hidrogênio de 1 mol de DNA, é necessário um valor médio de energia E = 30 kJ. Desprezando as forças dissipativas, e considerando , esse valor de E é capaz de elevar um corpo de massa m = 120 kg a uma altura h.
O valor de h, em metros, corresponde a:
(A) 25
(B) 35
(C) 45
(D) 55
(Enunciado e figura: Vestibular Estadual UERJ 2020, 1º Exame de Qualificação — DSEA/UERJ.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ).
Resolução comentada
O que a questão pede: a que altura dá para erguer um corpo de 120 kg usando a mesma energia que rompe um mol de ligações de hidrogênio do DNA. O texto de Química e Biologia só dá o contexto; a conta é de Física.
Passo 1 — para onde vai a energia. Sem forças dissipativas, toda a energia E vira energia potencial gravitacional do corpo erguido:
Passo 2 — energia em joules: 30 kJ = 30 000 J.
Passo 3 — isolar h:
Conferindo: J = 30 kJ.
⚠️ A armadilha: esquecer de passar kJ para J. Com E = 30, sai m, valor que não está entre as alternativas e mostra que a unidade ficou para trás.
A ideia em uma frase: sem atrito, a energia gasta para erguer um corpo é toda energia potencial: E = mgh, com E em joules.
Resposta: alternativa A (25 m).
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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