Il test di Scienze Naturali e le sue Tecnologie, in cui è inserita la Fisica, è composto da 45 domande oggettive, con 5 alternative di risposta in ognuna di esse.
Poiché il numero totale di domande è diviso per le discipline di Fisica, Chimica e Biologia, ci sono circa 15 domande per ciascuna di esse.
Le dichiarazioni sono contestualizzate e affrontano frequentemente questioni relative alla vita quotidiana e alle innovazioni scientifiche.
Contenuti che cadono di più nel test di Fisica
Nell'infografica sottostante elenchiamo i contenuti più carichi nel test di Fisica.
1. meccanica
Moto, leggi di Newton, macchine semplici e idrostatica sono alcuni dei contenuti richiesti in quest'area della Fisica.
Una buona comprensione dei concetti alla base delle leggi, oltre a saper caratterizzare i movimenti, le loro cause e conseguenze, è essenziale per poter risolvere le situazioni-problema proposte nelle domande.
Di seguito è riportato un esempio di domanda relativa a questo contenuto:
(Enem/2017) In uno scontro frontale tra due auto, la forza che la cintura di sicurezza esercita sul torace e sull'addome del guidatore può provocare gravi danni agli organi interni. Tenendo presente la sicurezza del suo prodotto, una casa automobilistica ha condotto dei test su cinque diversi modelli di cintura. I test hanno simulato una collisione di 0,30 secondi e le bambole che rappresentavano gli occupanti erano dotate di accelerometri. Questa apparecchiatura registra il modulo di decelerazione della bambola in funzione del tempo. I parametri come la massa della bambola, le dimensioni del nastro e la velocità immediatamente prima e dopo l'impatto erano gli stessi per tutti i test. Il risultato finale ottenuto è nel grafico dell'accelerazione nel tempo.
Quale modello di cintura offre il minor rischio di lesioni al conducente?
a 1
b) 2
c) 3
d) 4
e) 5
Alternativa corretta b) 2.
Si noti che questo problema presenta una situazione problematica relativa ai dispositivi di sicurezza che utilizziamo nella nostra vita quotidiana.
Si tratta di una questione di dinamica, dove occorre individuare le relazioni tra le quantità associate alla situazione. In questo caso le grandezze sono forza e accelerazione.
Sappiamo dalla seconda legge di Newton che la forza è direttamente proporzionale al prodotto della massa per l'accelerazione.
Come in tutti gli esperimenti, la massa del passeggero è la stessa, quindi avremo che maggiore è l'accelerazione, maggiore è la forza che la cintura eserciterà sul passeggero (forza frenante).
Dopo aver identificato le grandezze e le loro relazioni, il passo successivo è analizzare il grafico presentato.
Se stiamo cercando la cintura che offre il minor rischio di lesioni, allora dovrà essere quella con il minor rischio accelerazione, poiché nella stessa enunciazione del problema si segnala che maggiore è la forza, maggiore è il rischio di ferita.
Si arriva così alla conclusione che sarà la cintura numero 2, in quanto è quella con la minore accelerazione.
2. Elettricità ed energia
Questo argomento include un'importante legge della fisica, che è la conservazione dell'energia, oltre ai fenomeni elettrici che sono molto presenti nella vita di tutti i giorni e sono sempre carichi nel test.
Saper riconoscere correttamente le diverse trasformazioni energetiche che possono verificarsi durante un processo fisico sarà fondamentale per risolvere diverse problematiche legate a questo contenuto.
Molto spesso, i problemi di elettricità richiedono il dimensionamento dei circuiti elettrici e la conoscenza sarà molto importante applicare le formule di tensione, resistenza equivalente, potenza ed energia elettrica.
Controlla di seguito una domanda che è caduta su Enem relativa a questo contenuto:
(Enem/2018) Molti smartphone e tablet non hanno più bisogno di tasti, poiché tutti i comandi possono essere dati premendo lo schermo stesso. Inizialmente questa tecnologia era fornita tramite schermi resistivi, formati sostanzialmente da due strati di materiale conduttivo che non si toccano finché qualcuno non li preme, modificando la resistenza totale del circuito in base al punto in cui il Toccare. L'immagine è una semplificazione del circuito formato dalle schede, in cui A e B rappresentano i punti in cui il circuito può essere chiuso tramite tocco.
Qual è la resistenza equivalente nel circuito causata da un tocco che chiude il circuito nel punto A?
a) 1,3 kΩ
b) 4,0 kΩ
c) 6,0 kΩ
d) 6,7 kΩ
e) 12,0 kΩ
Alternativa corretta c) 6.0 kΩ.
Si tratta di applicare l'elettricità a una risorsa tecnologica. In esso, il partecipante deve analizzare il circuito chiudendo solo uno degli interruttori presentati nel diagramma.
Da lì, sarà necessario identificare il tipo di associazione del resistore e cosa succede alle variabili coinvolte nella situazione proposta.
Poiché è stato collegato solo l'interruttore A, la resistenza collegata ai terminali AB non funzionerà. In questo modo abbiamo tre resistori, due collegati in parallelo e in serie con il terzo.
Infine, applicando correttamente le formule per il calcolo della resistenza equivalente, il partecipante troverà la risposta corretta, come di seguito indicato:
Per prima cosa calcoliamo la resistenza equivalente del collegamento in parallelo. Poiché abbiamo due resistenze e sono uguali, possiamo usare la seguente formula:
La resistenza equivalente dell'associazione parallela è associata in serie alla terza resistenza. Pertanto, possiamo calcolare la resistenza equivalente di questa associazione facendo:
Req = Rparallelo + R
Sostituendo i valori di resistenza, abbiamo:
Req= 2 + 4 = 6 kΩ
3. ondulatorio
Al fine di ottenere le giuste domande relative a questo argomento, il partecipante deve essere in grado di riconoscere gli eventi e l'uso dei fenomeni ondulatori nella vita quotidiana.
Saper applicare l'equazione fondamentale dell'ondulatorio, individuare le relazioni tra le grandezze in gioco e conoscere i vari fenomeni ondulatori sono requisiti fondamentali.
Guarda come questo contenuto viene addebitato su Enem, seguendo l'esempio seguente:
(Enem/2018) L'ecoscandaglio è un dispositivo fisico impiantato sulla superficie di un'autostrada in modo tale da provocare vibrazioni e rumore quando un veicolo ci passa sopra, avvertendo della situazione atipica davanti, come lavori, pedaggi o attraversamento di pedoni. Al passaggio delle sirene, le sospensioni del veicolo subiscono vibrazioni che producono onde sonore, risultando in un rumore particolare. Si consideri un veicolo che passa ad una velocità costante pari a 108 km/h sopra un ecoscandaglio le cui tracce sono separate da una distanza di 8 cm.
La frequenza della vibrazione dell'auto percepita dal conducente al passaggio di questa sirena è più vicina a
a) 8,6 hertz.
b) 13,5 hertz.
c) 375 hertz
d) 1350 hertz.
e) 4860 hertz.
Alternativa corretta c) 375 hertz.
La domanda riguarda le onde sonore con moto uniforme. Pertanto, utilizzeremo la formula della velocità per questo tipo di movimento e la relazione tra frequenza e tempo.
È importante sottolineare che il partecipante deve, sempre nelle questioni di Fisica, essere a conoscenza delle unità di misura. In questa materia, né la velocità né la distanza sono nel sistema internazionale di misurazioni.
Pertanto, questo deve essere fatto in modo che sia possibile trovare correttamente il valore della frequenza.
Ricordando che per trasformare km/h in m/s basta dividere per 3,6 e per trasformare cm in m bisogna dividere per 100.
Pertanto, i dati del problema saranno:
v = 108 k/h = 30 m/s
d = 8 cm = 0,08 m
Considerando che la velocità dell'auto che passa l'ecoscandaglio è costante (movimento uniforme), utilizzeremo la formula di velocità per trovare il tempo che l'auto impiegherà per passare tra due corsie consecutive, oppure essere:
La vibrazione sonora verrà prodotta ogni volta che l'auto attraversa le corsie, quindi il periodo dell'onda sarà uguale al valore che abbiamo trovato per il tempo.
Abbiamo anche che la frequenza di un'onda è uguale all'inverso del periodo, quindi il suo valore sarà uguale a:
4. Termodinamica
In questo argomento, ancora una volta è fondamentale comprendere le trasformazioni energetiche, in quanto sono molto comuni le problematiche che associano l'energia termica ad altri tipi di energia.
Inoltre è importante conoscere le leggi della termodinamica e il funzionamento delle macchine termiche e dei frigoriferi.
Vedere una domanda in cui è stata addebitata questa conoscenza:
(Enem/2016) Il motore a combustione interna, utilizzato per il trasporto di persone e merci, è una macchina termica il cui ciclo si compone di quattro fasi: ammissione, compressione, esplosione/espansione e scarico. Questi passaggi sono rappresentati nel diagramma pressione/volume. Nei motori a benzina, la miscela aria/carburante viene bruciata da una scintilla elettrica.
Per il motore descritto, a che punto del ciclo si produce la scintilla elettrica?
aa
b) B
c) C
d) D
ed è
Alternativa corretta c) C.
Per risolvere questo problema è necessario analizzare il grafico e associare ogni fase del ciclo ai punti indicati. Conoscere il grafico delle diverse trasformazioni indicate aiuta a comprendere queste fasi.
Nel verbale si indica che ogni ciclo è formato da 4 diverse fasi, ovvero: ammissione, compressione, esplosione/espansione e scarico.
Possiamo concludere che l'aspirazione è la fase in cui il motore aumenta il volume del fluido all'interno. Notiamo che questo passaggio avviene tra i punti A e B.
Tra i punti B e C si ha una riduzione di volume e un aumento di pressione. Questa fase corrisponde ad una compressione isotermica (ricordando il tipo di relazione tra le grandezze temperatura, pressione e volume).
Dal punto C al punto D, il grafico mostra un aumento della pressione, ma senza modificare il volume. Ciò avviene grazie all'aumento della temperatura, dovuto all'esplosione causata dalla scintilla elettrica.
Pertanto, la scintilla si verifica all'inizio di questo passaggio, che nel grafico è rappresentato dalla lettera C.
5.Ottica
Ancora una volta è fondamentale capire i concetti, che in questo caso sono legati a la luce e la sua propagazione.
Avere la capacità di applicare questa conoscenza in una varietà di contesti ti renderà più probabile che le domande relative a quel contenuto siano corrette.
È anche importante saper interpretare correttamente l'enunciato della domanda, le immagini e la grafica, poiché è comune che la risposta alla domanda possa essere trovata attraverso questa analisi.
Controlla di seguito una domanda ottica che è stata addebitata su Enem:
(Enem/2018) Molti primati, inclusi noi umani, hanno una visione tricromatica: tre pigmenti visivi nella retina sensibili alla luce di una certa gamma di lunghezze d'onda. Informalmente, sebbene i pigmenti stessi non abbiano colore, questi sono noti come pigmenti "blu", "verde" e "rosso" e sono associati al colore che provoca grande eccitazione (attivazione). La sensazione che si prova guardando un oggetto colorato è dovuta alla relativa attivazione dei tre pigmenti. Cioè, se stimolassimo la retina con una luce nell'intervallo di 530 nm (rettangolo I nel grafico), non ecciteremmo il pigmento "blu", il Il pigmento “verde” si attiverebbe al massimo e il “rosso” si attiverebbe a circa il 75%, e questo ci darebbe la sensazione di vedere un colore giallastro. Al contrario, la luce nella gamma di lunghezze d'onda di 600 nm (rettangolo II) stimolerebbe un po' il pigmento “verde” e il “rosso” di circa il 75%, e questo ci darebbe la sensazione di vedere rosso-arancio. Tuttavia, ci sono caratteristiche genetiche presenti in alcuni individui, note collettivamente come daltonismo, in cui uno o più pigmenti non funzionano perfettamente.
Se stimolassimo la retina di un individuo con questa caratteristica, che non aveva il pigmento noto come "verde", con le luci di 530 nm e 600 nm nella stessa intensità luminosa, questo individuo sarebbe incapace di
a) identificare la lunghezza d'onda del giallo, poiché non ha il pigmento "verde".
b) vedere lo stimolo della lunghezza d'onda arancione, poiché non ci sarebbe stimolazione di un pigmento visivo.
c) rilevare entrambe le lunghezze d'onda, poiché la stimolazione del pigmento sarebbe compromessa.
d) visualizzare lo stimolo della lunghezza d'onda viola, come è all'altra estremità dello spettro.
e) distinguere le due lunghezze d'onda, in quanto entrambe stimolano il pigmento “rosso” alla stessa intensità.
Alternativa corretta e) distinguere le due lunghezze d'onda, in quanto entrambe stimolano il pigmento “rosso” alla stessa intensità.
Questo problema è sostanzialmente risolto dalla corretta analisi del diagramma proposto.
L'affermazione afferma che affinché la persona percepisca un certo colore, è necessario che il attivazione di alcuni "pigmenti" e che nel caso del daltonico alcuni di questi pigmenti non funzionano correttamente.
Pertanto, le persone con daltonismo non possono distinguere determinati colori.
Osservando il rettangolo I, abbiamo identificato che quando si stimola con una luce nell'intervallo di 530 nm, la persona con daltonismo avrà solo l'attivazione del pigmento "rosso", con un'intensità di circa il 75%, in quanto il "blu" è al di fuori di questo intervallo e non ha pigmento "verde".
Si noti anche che lo stesso accade con la luce nell'intervallo di 600 nm (rettangolo II), quindi la persona non è in grado di distinguere colori diversi per queste due lunghezze d'onda.
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