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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS
Programa de Pós-graduação em Ensino de Ciências e Matemática
Mestrado Profissional
Jesusney Silva Hernandes
A FÍSICA NAS QUESTÕES DO NOVO ENEM
Belo Horizonte
2012
Jesusney Silva Hernandes
A FÍSICA NAS QUESTÕES DO NOVO ENEM
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em ensino de Física da Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, como requisito parcial para obtenção do título de Mestre em Ensino de Física. Orientadora: Profa. Dra. Maria Inês Martins
Belo Horizonte
2012
FICHA CATALOGRÁFICA Elaborada pela Biblioteca da Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
Hernandes, Jesusney Silva H557f A física nas questões do novo ENEM / Jesusney Silva Hernandes. Belo
Horizonte, 2012. 183f.: il.
Orientadora: Maria Inês Martins Dissertação (Mestrado) – Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais.
Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências e Matemática.
1. Física – Estudo e ensino. 2. Exame Nacional do Ensino Médio. 3. Física – Exames, questões, etc. I. Martins, Maria Inês. II. Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais. Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências e Matemática. III. Título.
CDU: 53:373.5
Jesusney Silva Hernandes
A FÍSICA NAS QUESTÕES DO NOVO ENEM
Dissertação apresentada à Banca Examinadora do Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências e Matemática da Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, como exigência parcial para obtenção do título de Mestre em Ensino de Física.
__________________________________________________________ Prof.a Dr.a Maria Inês Martins (Orientadora) – PUC Minas
__________________________________________________________ Prof.a Dr.a Fernanda Ostermann – UFRGS
____________________________________________________________
Prof.a Dr.a Yassuko Hosoume – PUC Minas
Belo Horizonte, 8 de março de 2012.
AGRADECIMENTOS
Agradeço a Deus por ter chegado até aqui.
Agradeço principalmente a minha orientadora Prof.a Dra. Maria Inês Martins
pela atenção, ajuda, paciência e sobretudo pelo crescimento intelectual que me
proporcionou.
Agradeço a minha esposa Karina pela compreensão nos momentos em que
estive ausente.
Agradeço aos amigos que me incentivaram, em especial Lourival e Amauri.
Agradeço a todos os professores do mestrado por tudo que me ensinaram.
Agradeço a todos os colegas do mestrado pela rica convivência, em especial
a Maria Neuza.
RESUMO
Nosso trabalho se propõe a orientar docentes acerca da Física abordada nas
questões do novo Exame Nacional do Ensino Médio (ENEM). Percebemos essa
lacuna em nossa prática docente, reafirmada em levantamento realizado com
professores de Física de algumas cidades do sul do estado de Goiás. Estudamos o
percurso do ENEM desde sua criação até a modificação em sua estrutura em 2009 e
explicitamos outros trabalhos que envolvem Física e ENEM. Por fim, analisamos a
Física nas questões do novo ENEM das provas de Ciências da Natureza e suas
Tecnologias do ano de 2009 (prova extraviada e prova oficialmente aplicada) e do
ano de 2010 (duas provas aplicadas oficialmente). Fizemos um estudo mais geral
dos itens em dimensões de análise definidas a priori, tais como: grau de
quantificação da questão e conteúdo de Física abordado nas questões.
Posteriormente, classificamos as questões por Competência e Habilidade segundo a
matriz de referência do Exame e, através da análise de conteúdo de Bardin (2010),
propusemos, para cada grupo de itens inseridos em uma dada competência, um
agrupamento em categorias. A partir da observação e reflexão das categorias
emergentes apresentamos ao longo do texto orientações aos docentes sobre
características das situações-problema que abordam alguma Física no novo ENEM.
Além disso, através da análise das categorias emergentes, procuramos avaliar a
aproximação das questões selecionadas com as orientações dos Parâmetros
Curriculares Nacionais para o Ensino Médio (PCNEM) e Orientações
Complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN+). Percebemos que
muitas orientações que surgiram das categorias emergentes atendem às
orientações dos PCN e PCN+. Esperamos ainda que nossa pesquisa contribua para
que os docentes alinhem sua prática na direção de um ensino de Física inovador
pautado no desenvolvimento de competências e habilidades, proporcionando
melhores resultados no novo ENEM.
Palavras-chave: Física e novo ENEM. Competências e Habilidades. Análise de Conteúdo.
ABSTRACT
Our work aims to guide teachers about the questions of Physics addressed in the
new National Secondary Education Exam (ENEM). We noticed this gap in our
teaching practice and this gap was reaffirmed in a survey conducted with Physics
teachers in some southern cities of Goiás State. We studied the development of
ENEM from its creation to the change on its structure in 2009 and we presented
other academic works that discuss Physics and ENEM. Finally, we analyzed the
Physics’ questions took out from the new ENEM in the Natural Science and its
Technologies tests in 2009 (misplaced exam and officially applied exam) and in the
year 2010 (two officially applied exams). We made a more general study of items in
analysis dimensions defined, a priori, such as: questions’ quantification degree and
Physics’ subject required. Subsequently, we classified the issues by means of Skill
and Competency according to ENEM`s reference array and, through content analysis
of Bardin (2010), we proposed to each group of items inserted into a given
competence, a grouping by categories. From observation and reflection of the
emerging categories, we presented, throughout the text, some guidelines to teachers
about the problem situations’ characteristics that address Physics at the new ENEM.
Furthermore, by emerging categories analyses, we evaluated the approximation of
the selected questions along the guidelines of the National Curriculum Parameters
for Secondary Schools (PCNEM) and further guidance to the National Curriculum
Parameters (PCN +). We realized that many guidelines that emerged from the
emerging categories meet the guidelines of the PCN and PCN+. We also hope that
our research contributes to the teachers` practicing alignment toward an innovative
Physics teaching guided by the development of skills and Competencies, providing
better results in the new ENEM.
Keywords: physics and new ENEM. Skills and Competencies. Content Analysis.
SUMÁRIO
1 INTRODUÇAO.................................................................................................. 15 2 A HISTÓRIA DO ENEM............................... ..................................................... 19 3 CONTEXTO DO ENEM..................................................................................... 35 3.1 A política educacional vigente................. ................................................... 35 3.2 O ensino por competências e habilidades........ ........................................ 44 4 TRABALHOS RELACIONADOS À FÍSICA NO ENEM/NOVO ENEM................................................................................................................... 50 5 METODOLOGIA E ORIENTAÇÕES AOS PROFESSORES........ .................... 63 5.1 Estudo geral das questões do novo ENEM em algum as dimensões de análise............................................ ...................................................................... 63 5.1.1 Classificação das questões na primeira dimensão de análise............................................ ...................................................................... 63 5.1.1.1 Questão qualitativa ................................................................................. 64 5.1.1.2 Questão quantitativa .............................................................................. 64 5.1.2 Classificação das questões na segunda dimensã o de análise............................................ ...................................................................... 72 5.2 Análise das questões agrupadas por competência/ habilidade......................................... .................................................................... 77 5.2.1 Categorização das questões inseridas na competência 1..................... 85 5.2.1.1 Categoria cotidiano ................................................................................. 87 5.2.1.2 Categoria tecnologia/novas tecnologias .............................................. 88 5.2.1.3 Categoria avanço científico ................................................................... 89 5.2.1.4 Discussões .............................................................................................. 90 5.2.2 Categorização das questões inseridas na competência 2..................... 91 5.2.2.1 Categoria funcionamento de aparelhos ................................................ 92 5.2.2.2 Categoria projetos relacionados à segurança /economia/proteção .. 93 5.2.2.3 Categoria análise de circuitos elétricos mi stos dentro de um contexto hipotético ............................................................................................. 94 5.2.2.4 Categoria previsão para o desempenho dos ap arelhos após serem ligados .................................................................................................................. 94 5.2.2.5 Discussões .............................................................................................. 95 5.2.3 Categorização das questões inseridas na competência 3..................... 96 5.2.3.1 Categoria aproveitamento de lixo para produ ção de combustíveis visando conservação ambiental. ....................................................................... 97 5.2.3.2 Categoria aproveitamento de energia que ser ia dissipada para produção de mais energia útil ............................................................................ 98 5.2.3.3 Categoria intervenções que mostram incentiv o ao uso de energia Limpa .................................................................................................................... 98 5.2.3.4 Categoria previsão de impactos ambientais e econômicos de certas intervenções humanas ........................................................................................ 98 5.2.3.5 Categoria outro ......................................................................................... 98 5.2.3.6 Discussões ................................................................................................ 98 5.2.4 Categorização das questões inseridas na competência 5...................... 101
5.2.4.1 Categoria cotidiano ............................................................................... 102 5.2.4.2 Categoria científico ............................................................................... 102 5.2.4.3 Discussões ............................................................................................. 102 5.2.5 Categorização das questões inseridas na competência 6.................. 105 5.2.5.1 Categoria fazer interpretação de experiment os................................. 107 5.2.5.2 Categoria fazer projetos/previsões com o au xilio da física usando cálculos .............................................................................................................. 108 5.2.5.3 Categoria funcionamento de aparelhos/aparat os tecnológicos ....... 111 5.2.5.4 Categoria explicação de fenômenos naturais ..................................... 114 5.2.5.5 Categoria previsões ligadas à redução de im pactos ambientais/ economia de energia ......................................................................................... 115 5.2.5.6 Categoria outro. ..................................................................................... 117 5.2.5.7 Discussões ............................................................................................. 118 6 CONSIDERAÇÕES FINAIS............................. ................................................ 120 REFERÊNCIAS .................................................................................................. 125 APÊNDICES........................................................................................................ 130
15
1 INTRODUÇÃO
O Exame Nacional do Ensino Médio (ENEM) passou por uma modificação em
sua estrutura no ano de 2009. Um aspecto que tem chamado bastante à atenção é a
intenção do governo de tornar a prova como principal via de acesso ao ensino
superior. Muitas Instituições Federais de Ensino Superior (IFES) que não utilizavam
a nota do ENEM em seus processos seletivos começaram a usá-la como forma de
instrumento parcial ou único de ingresso.
A proposta de utilização do ENEM como método de seleção unificada nos
processos seletivos das universidades públicas federais foi apresentada pelo
Ministério da Educação (MEC) em 2009, além de uma proposta de reformulação do
exame. Tais medidas foram aceitas por grande parte das IFES e o novo ENEM
implementado no mesmo ano. Essa mudança na política de ingresso em cursos
superiores, nos mostra que é, mais do que nunca, necessário estarmos em sintonia
com as novas perspectivas do exame reformulado.
Empreendemos desta maneira uma análise da Física abordada nas primeiras
provas do novo ENEM. Como este trabalho faz parte de um programa de mestrado
profissional, objetivamos como produto desta pesquisa gerar orientações aos
professores de Física, ao longo do texto, com relação aos conteúdos de Física
abordados no novo exame e a sua forma de abordagem. A intenção é que os
docentes se familiarizem com o novo ENEM, contribuindo para uma melhor
preparação dos estudantes para uma avaliação de extrema relevância no cenário da
atual política educacional.
Procuramos entender o que os professores de Física sabem sobre o novo
ENEM, através de um levantamento com perguntas relativas ao novo exame. Em
2011, o questionário foi aplicado no interior de Goiás a professores que lecionam
Física nas escolas estaduais e particulares das cidades que fazem parte de uma
mesma região do sul goiano: Morrinhos, Rio Quente, Pontalina, Goiatuba, Caldas
Novas e Buriti Alegre. O questionário foi aplicado a um total de 21 professores. O
mesmo encontra-se disponível no apêndice B.
Há professores que relataram não ter percebido mudanças nas últimas
edições do ENEM. Alguns explicitaram não conhecer os conteúdos privilegiados
pelo novo ENEM, enquanto que outros apontaram determinados conteúdos como
mais privilegiados, embora não o sejam, do nosso ponto de vista e de outros
16
autores, como por exemplo: Pinheiro e Ostermann (2010). Há docentes que
consideram não haver privilégio de um conteúdo em relação a outro. Um professor
escreveu que todos os conteúdos de Física são privilegiados pelo ENEM.
Em relação à mudança na prática pedagógica, alguns professores relatam
que o ENEM não a alterou. Poucos docentes teceram algum comentário sobre as
competências e habilidades avaliadas no ENEM.
Um professor caracterizou a maioria das questões do novo ENEM como
sendo plenamente interdisciplinares, observação esta, não corroborada com
conclusões de trabalhos de outros autores presentes em nossa revisão de literatura,
como por exemplo: Peixoto e Linhares (2010). Outro destacou que gostaria de se
atualizar através do recebimento de informações sobre mudanças no exame e de
cópias de provas de todas as edições do ENEM. Um professor relatou não ter tido
oportunidade de analisar as últimas edições do exame por completo e outro disse
não se sentir em condições de avaliar o ENEM, por ter tido pouco contato com as
provas do mesmo.
Um docente comentou no questionário que o ENEM exige muitos conteúdos e
que a Física Moderna e o eletromagnetismo não deveriam fazer parte da prova do
ENEM. Em nossa pesquisa constatamos que conteúdos pertencentes à Física
Moderna, como por exemplo, a teoria da relatividade e o efeito fotoelétrico, não são
exigidos no programa de conteúdos de Física da matriz de referência para o novo
ENEM. Um docente escreveu que o ENEM não tem questões com uma perspectiva
de história da ciência. Entretanto, dentro das edições do novo exame que
pesquisamos, observamos um item que explora a história da Física. Outro professor
afirma que todos os temas cobrados no ENEM estão relacionados com a atualidade.
Esta afirmativa também não está em sintonia com os resultados de nossa pesquisa,
pois encontramos itens no exame que não necessariamente exploram temas da
atualidade.
Sendo assim, as respostas dos professores ao questionário nos mostrou a
pertinência de elaborar orientações aos professores com relação ao novo exame,
bem como reforçam a importância de discutir com os docentes o ENEM. Esperamos
que nossas orientações/informações possam contribuir para complementar o
conhecimento dos professores de Física acerca do novo ENEM.
No próximo capítulo discorremos sobre a trajetória do ENEM desde a sua
criação no ano de 1998 até a modificação em sua estrutura a partir de 2009, com o
17
surgimento do então chamado novo ENEM. Procuramos apontar algumas diferenças
entre os dois períodos do ENEM, além de apresentar suas bases legais.
No terceiro capítulo apresentamos em uma primeira seção a política
educacional vigente, com a intenção de mostrar o contexto em que se insere o
ENEM. Explicitamos um pouco a proposta de reforma do Ensino Médio (EM). Ainda
neste capítulo, em uma segunda seção, também abordamos o ensino baseado em
competências e habilidades, sobretudo no seu significado para o novo ENEM,
através de sua matriz de referência.
No quarto capítulo apresentamos uma revisão de literatura de trabalhos
relacionados com a Física no ENEM/novo ENEM, permitindo assim, como parte do
produto desta dissertação trazer, em um único texto, orientações aos docentes, que
surgem da reunião e análise de pesquisas já realizadas nesta área. Nossa intenção
foi agregar às orientações docentes acerca do novo ENEM, tanto a leitura e
explicitação de outros trabalhos existentes no âmbito acadêmico, quanto às
orientações emergentes de nossa pesquisa.
O quinto capítulo traz a nossa análise das questões que contém conceitos de
Física no novo ENEM. Começamos o capítulo fazendo uma análise mais geral das
questões usando alguns critérios de classificação e posteriormente empreendemos
um estudo mais particular das questões agrupando-as inicialmente por
competências e habilidades, e a final, por uma categorização de cada grupo de itens
inseridos em uma dada competência da matriz de referência do ENEM/2009 para a
área de ciências da natureza e suas tecnologias. Como parte do produto desta
dissertação, a partir de categorias que emergiram da análise, produzimos neste
capítulo mais orientações aos docentes acerca do novo ENEM. Ainda neste capítulo,
também procuramos verificar se há alguma sintonia das questões que envolvem
Física no novo exame com os PCNs (Parâmetros Curriculares Nacionais e
Orientações Complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais).
Complementando o produto deste trabalho, também apresentamos em
apêndice as questões que evidenciam alguma Física nas quatro provas do novo
ENEM estudadas. Estas situações-problema foram classificadas por competência e
habilidade e estão agrupadas por competências requeridas. Para cada item do
exame apresentamos uma possível solução. Acreditamos que estes itens possam
ser usados pelos docentes como complemento nos processos de ensino-
aprendizagem de Física.
18
Por fim, no sexto e último capítulo apresentamos nossas considerações finais.
19
2 A HISTÓRIA DO ENEM
O ENEM foi implantado em 1998 pelo Ministério da Educação do Brasil. O
ENEM nasce como um sistema de avaliação nacional que pretende avaliar as
competências e habilidades que um determinado estudante conseguiu desenvolver
ao longo da educação básica, para o exercício pleno de sua cidadania, para o
mundo do trabalho e para vida acadêmica. (BRASIL, 1998)
O ENEM foi instituído mediante a Portaria Ministerial nº. 438, de 28 de maio
de 1998. A seguir, apresentamos o artigo 1° da port aria que mostra os objetivos do
exame que se intitula como um procedimento de avaliação do desempenho do
discente e também o artigo 2° que expressa caracter ísticas da avaliação.
Artigo 1º - Instituir o Exame Nacional do Ensino Médio – ENEM, como procedimento de avaliação do desempenho do aluno, tendo por objetivos: I – conferir ao cidadão parâmetro para auto-avaliação, com vistas à continuidade de sua formação e à sua inserção no mercado de trabalho; II – criar referência nacional para os egressos de qualquer das modalidades do ensino médio; III – fornecer subsídios às diferentes modalidades de acesso à educação superior; IV – constituir-se em modalidade de acesso a cursos profissionalizantes pós-médio. Artigo 2º - O ENEM, que se constituirá de uma prova de múltipla escolha e uma redação, avaliará as competências e as habilidades desenvolvidas pelos examinandos ao longo do ensino fundamental e médio, imprescindíveis à vida acadêmica, ao mundo do trabalho e ao exercício da cidadania, tendo como base a matriz de competências especialmente definida para o exame. (BRASIL, 1998, p.5)
Essa portaria foi posteriormente alterada pela portaria nº. 462, de 27 de maio
de 2009, que comentaremos adiante.
Inicialmente, o ENEM tinha uma característica mais voltada para ser uma
ferramenta de avaliação da qualidade geral do ensino médio no país e também
como uma forma de autoavaliação do estudante. Não contemplava o caráter
seletista de acesso à educação superior. Afirmamos isso, principalmente a julgar
pela pequena quantidade de inscritos no primeiro exame, comparado com edições
posteriores. Respaldamos ainda a nossa afirmação nas palavras da educadora
Maria Helena Guimarães de Castro, que fez parte da equipe do Ministério da
Educação (MEC) que criou o ENEM, em 1998. Segundo ela, o exame "era uma
referência individual de avaliação. Não era seleção". (MEC...2010)
20
Com o passar dos anos, a nota do exame começou a ser utilizada mais
fortemente como forma de acesso ao ensino superior. A nota obtida na prova
passou a ser usada de forma complementar ou substitutiva para o ingresso do
candidato em instituições de ensino superior, principalmente nas particulares.
O Ministério da Educação criou em 2004 o Programa Universidade para
Todos (PROUNI) através da medida provisória nº 213, de 10 de setembro. Em 2005
esta medida provisória virou a Lei nº 11.096. De acordo com esta Lei, o PROUNI é
um programa do governo federal destinado a fornecer bolsas de estudo em
Instituições de Ensino Superior (IES) privadas para alunos que estudaram em
escolas públicas ou em escolas particulares como bolsistas. A pré-seleção do aluno
para o programa é feita pelo ENEM, conforme artigo 3º desta lei:
Art. 3º O estudante a ser beneficiado pelo PROUNI será pré-selecionado pelos resultados e pelo perfil socioeconômico do Exame Nacional do Ensino Médio – ENEM ou outros critérios a serem definidos pelo Ministério da Educação, e na etapa final, selecionado pela instituição de ensino superior, segundo seus próprios critérios, á qual competirá, também, aferir as informações prestadas pelo candidato. (BRASIL, 2005, p. 1)
Com o uso da nota do ENEM no PROUNI fica mais claro o cumprimento do
inciso III do artigo 1° da portaria 438/98 que colo ca que o ENEM tem por objetivo:
“fornecer subsídios às diferentes modalidades de acesso à educação superior”. Não
que antes este objetivo não estava sendo cumprido, pois muitas instituições de
ensino superior já usavam a nota do ENEM para compor ou substituir a nota de seus
processos seletivos, mas com o atrelamento do ENEM ao PROUNI deu-se uma
alavancada no número de inscritos no exame, mostrando um aumento no interesse
da população estudantil, pelo ENEM. O programa faz crescer o interesse dos alunos
das escolas públicas em fazer o exame, uma vez que atende exclusivamente a
alunos da rede pública e apenas bolsistas da rede privada. (FONSECA, 2010)
Como o estudante a ser beneficiado pelo PROUNI é pré-selecionado pelos
resultados no ENEM, o exame se torna cada vez mais um processo de seleção. A
nosso ver, esta nova perspectiva parece ser relativamente benéfica aos alunos
oriundos de escolas públicas, uma vez que cada vez mais encontramos na
universidade alunos carentes beneficiados com o PROUNI, democratizando o
ensino.
21
Em 2009 o ministro da educação, Fernando Haddad, apresentou uma
proposta de unificar o vestibular das IFES utilizando um novo modelo de prova para
o ENEM. Na proposta feita à Associação Nacional dos Dirigentes das Instituições
Federais de Ensino Superior (ANDIFES) em 2009, o MEC argumenta que o
vestibular tradicional desfavorece candidatos que não podem se locomover pelo
território nacional. De acordo com o MEC, um jovem que queira candidatar-se a uma
vaga em determinado curso e tenha problemas financeiros, dificilmente poderá
participar de processos seletivos de diferentes faculdades e consequentemente terá
suas chances de aprovação diminuídas. Por outro lado, as IFES localizadas em
Estados menores ficam restritas aos candidatos de suas regiões. Nas palavras do
MEC:
Ainda que o vestibular tradicional cumpra satisfatoriamente o papel de selecionar os melhores candidatos para cada um dos cursos, dentre os inscritos, ele traz implícitos inconvenientes. Um deles é a descentralização dos processos seletivos, que, por um lado, limita o pleito e favorece candidatos com maior poder aquisitivo, capazes de diversificar suas opções na disputa por uma das vagas oferecidas. Por outro lado, restringe a capacidade de recrutamento pelas IFES, desfavorecendo aquelas localizadas em centros menores. (BRASIL, 2009b, p.1)
Além disso, o MEC afirma que um exame nacional unificado, desenvolvido
com base em habilidades e conteúdos mais relevantes, passaria a ser importante
para definir a política educacional e o conteúdo a ser ensinado no Ensino Médio
(EM). É o que acena o documento da proposta feita pelo MEC, em 2009, à
ANDIFES: “O que se quer discutir são os potenciais ganhos de um processo
unificado de seleção, e a possibilidade concreta de que essa nova prova única
acene para a reestruturação de currículos no ensino médio.” (BRASIL, 2009b, p.1)
Percebe-se então, que há uma intenção do governo de tentar mudar,
sobretudo com a contribuição do exame, a realidade pouco promissora do ensino na
educação básica atual.
De acordo com o MEC, outra razão para implementação do novo ENEM é a
maneira com que o currículo do EM é orientado pelo vestibular tradicional, mesmo
que sem intenção. Para o MEC, é necessário refletir sobre o influxo dos vestibulares
tradicionais nos conteúdos abordados no ensino médio. (BRASIL, 2009b). Sendo
assim, um ENEM como forma única de ingresso na universidade, passaria a ser o
assento orientador dos currículos na educação básica, especialmente no EM.
22
Ainda segundo o MEC, em proposta direcionada as IFES:
Um exame nacional unificado, desenvolvido com base numa concepção de prova focada em habilidades e conteúdos mais relevantes, passaria a ser importante instrumento de política educacional, na medida em que sinalizaria concretamente para o ensino médio orientações curriculares expressas de modo claro, intencional e articulado para cada área de conhecimento. (BRASIL, 2009b, p.4)
Com a deliberação da proposta de reestruturação da prova do ENEM no ano
de 2009, uma nova Matriz de Referência para o exame foi apresentada, em conjunto
com uma relação de objetos de conhecimento a ela associados, sendo aprovados
pelo Comitê de Governança do Novo ENEM, pelas representações da ANDIFES e
do MEC reunidas em 13 de maio de 2009. (BRASIL, 2009c). O exame torna-se a
partir de 2009 um processo de seleção unificado.
Deste histórico, temos dois períodos para o ENEM com estruturas da prova
bem diferentes. De 1998 até 2008, seria um primeiro período, que chamaremos aqui
de “velho ENEM”. De 2009 em diante, um novo período, que tem sido chamado de
“novo ENEM”.
A Portaria Ministerial nº. 462, de 27 de maio de 2009, alterou o artigo 1º da
Portaria nº 438/98 que instituiu o Enem e que citamos anteriormente. Foram
acrescentados mais dois incisos ao artigo 1º, que expressam objetivos do ENEM
como procedimento de avaliação do desempenho do aluno. Os incisos
acrescentados são:
V - promover a certificação no nível de conclusão do ensino médio, de acordo com a legislação vigente. VI - avaliar o desempenho escolar do ensino médio e o desempenho acadêmico dos ingressantes nos cursos de graduação. (BRASIL, 2009d, p.1)
Também em 27 de maio de 2009, o Instituto Nacional de Estudos e Pesquisas
Educacionais Anísio Teixeira (INEP), fez publicar a Portaria nº. 109, que elencou em
seu artigo 2° o que seriam os objetivos do novo Exa me:
Art. 2º. Constituem objetivos do Enem: I - oferecer uma referência para que cada cidadão possa proceder à sua auto-avaliação com vistas às suas escolhas futuras, tanto em relação ao mundo do trabalho quanto em relação à continuidade de estudos;
23
II - estruturar uma avaliação ao final da educação básica que sirva como modalidade alternativa ou complementar aos processos de seleção nos diferentes setores do mundo do trabalho; III - estruturar uma avaliação ao final da educação básica que sirva como modalidade alternativa ou complementar aos exames de acesso aos cursos profissionalizantes, pós-médios e à Educação Superior; IV - possibilitar a participação e criar condições de acesso a programas governamentais; V - promover a certificação de jovens e adultos no nível de conclusão do ensino médio nos termos do artigo 38, §§ 1o- e 2o- da Lei no- 9.394/96 - Lei das Diretrizes e Bases da Educação Nacional (LDB); VI - promover avaliação do desempenho acadêmico das escolas de ensino médio, de forma que cada unidade escolar receba o resultado global; VII - promover avaliação do desempenho acadêmico dos estudantes ingressantes nas Instituições de Educação Superior. (BRASIL, 2009e, p.1)
Comparando estas duas últimas portarias citadas (109 e 462, de 2009) com a
primeira que instituiu o ENEM em 1998, podemos observar que a partir de 2009, o
ENEM ampliou-se, adquirindo mais finalidades, como por exemplo: certificação de
conclusão do ensino médio para indivíduos que não terminaram esse nível de
ensino ou até mesmo para aqueles que não o fizeram em nenhuma parte e
avaliação do desempenho acadêmico dos ingressantes nos cursos de graduação.
O Exame Nacional para Certificação de Competências de Jovens e Adultos
(ENCCEJA) aplicado a estudantes dos cursos de Educação de Jovens e Adultos
(EJA) passou a ser substituído pelo novo ENEM, proporcionando aos indivíduos com
mais de 18 anos a oportunidade de conseguir o diploma de conclusão do ensino
médio através do ENEM.
Corroborando para a efetivação do artigo 1 ° inciso VI da portaria 462/2009 e
artigo 2°, inciso VII da portaria 109/2009, a parti r de 2011, o estudante ingressante
em curso superior poderá utilizar a nota do ENEM para não precisar se submeter ao
Exame Nacional de Desempenho de Estudantes (ENADE), que é uma prova
aplicada a discentes matriculados em cursos superiores no Brasil e que objetiva
avaliar a qualidade de ensino destes cursos. Conforme artigo 33-F, inciso 3º do
manual do ENADE 2011:
§ 3º Os alunos ingressantes que tiverem realizado o ENEM, aplicado com metodologia que permita comparação de resultados entre edições do exame, poderão ser dispensados de realizar a prova geral do ENADE, mediante apresentação do resultado válido. (BRASIL, 2011, p.93)
24
O velho ENEM estava organizado como uma prova de 63 questões objetivas
e uma redação, com base em 21 habilidades e 5 competências. A prova ocorria em
um único dia. O novo ENEM passou a constituir uma prova maior, realizada em dois
dias, com 180 questões objetivas e uma redação.
O velho e o novo ENEM possuem matrizes de referência distintas. O velho
ENEM possuia uma matriz de referência composta por cinco competências gerais e
21 habilidades. As habilidades e competências não eram separadas por área de
conhecimento, como veio a ocorrer no novo ENEM. Cada habilidade era testada três
vezes ao longo da prova, e por isso havia 63 questões objetivas. (BRASIL, 2002c)
De acordo com a Portaria Ministerial nº. 318, de 22 de fevereiro de 2001, as 5
competências e 21 habilidades do velho ENEM estão a seguir:
§ 1º - São as seguintes competências a serem avaliadas: I Dominar a norma culta da língua portuguesa e fazer uso da linguagem matemática, artística e científica. II Construir e aplicar conceitos das várias áreas do conhecimento para a compreensão de fenômenos naturais, de processos histórico-geográficos, da produção tecnológica e das manifestações artísticas. III Selecionar, organizar, relacionar, interpretar dados e informações representados de diferentes formas, para tomar decisões e enfrentar situações-problema. IV Relacionar informações, representadas em diferentes formas, e conhecimentos disponíveis em situações concretas, para construir argumentação consistente. V Recorrer aos conhecimentos desenvolvidos na escola para elaboração de propostas de intervenção solidária na realidade, respeitando os direitos humanos e considerando a diversidade sociocultural. § 2º - São as seguintes habilidades a serem avaliadas: 1 Dada a descrição discursiva ou por ilustração de um experimento ou fenômeno, de natureza científica, tecnológica ou social, identificar variáveis relevantes e selecionar os instrumentos necessários para sua realização ou interpretação. 2 Em um gráfico cartesiano de variável socioeconômica ou técnico-científica, identificar e analisar valores das variáveis, intervalos de crescimento ou decréscimo e taxas de variação. 3 Dada uma distribuição estatística de variável social, econômica, física, química ou biológica, traduzir e interpretar as informações disponíveis ou reorganizá-las, objetivando interpolações ou extrapolações. 4 Dada uma situação-problema, apresentada em uma linguagem de determinada área de conhecimento, relacioná-la com sua formulação em outras linguagens e vice-versa. 5 A partir da leitura de textos literários consagrados e de informações sobre concepções artísticas, estabelecer relações entre eles e seu contexto histórico, social, político ou cultural, inferindo as escolhas dos temas, gêneros discursivos e recursos expressivos dos autores. 6 Com base em um texto, analisar as funções da linguagem, identificar marcas de variantes lingüísticas de natureza sociocultural, regional de registro ou de estilo e explorar as relações entre as linguagens coloquial e formal. 7 Identificar e caracterizar a conservação e as transformações de energia
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em diferentes processos de sua geração e uso social e comparar diferentes recursos e opções energéticas. 8 Analisar criticamente, de forma qualitativa ou quantitativa, as implicações ambientais, sociais e econômicas dos processos de utilização dos recursos naturais, materiais ou energéticos. 9 Compreender o significado e a importância da água e de seu ciclo para a manutenção da vida, em sua relação com condições socioambientais, sabendo quantificar variações de temperatura e mudanças de fase em processos naturais e de intervenção humana. 10 Utilizar e interpretar diferentes escalas de tempo para situar e descrever transformações na atmosfera, biosfera, hidrosfera e litosfera, origem e evolução da vida, variações populacionais e modificações no espaço geográfico. 11 Diante da diversidade da vida, analisar, do ponto de vista biológico, físico ou químico, padrões comuns nas estruturas e nos processos que garantem a continuidade e a evolução dos seres vivos. 12 Analisar fatores socioeconômicos e ambientais associados ao desenvolvimento, às condições de vida e saúde de populações humanas, por meio da interpretação de diferentes indicadores. 13 Compreender o caráter sistêmico do planeta e reconhecer a importância da biodiversidade para preservação da vida, relacionando condições do meio e intervenção humana. 14 Diante da diversidade de formas geométricas planas e espaciais, presentes na natureza ou imaginadas, caracterizá-las por meio de propriedades, relacionar seus elementos, calcular comprimentos, áreas ou volumes e utilizar o conhecimento geométrico para leitura, compreensão e ação sobre a realidade. 15 Reconhecer o caráter aleatório de fenômenos naturais ou não e utilizar em situações-problema processos de contagem, representação de freqüência relativa, construção de espaços amostrais, distribuição e cálculo de probabilidades. 16 Analisar, de forma qualitativa ou quantitativa, situações-problema referentes a perturbações ambientais, identificando fonte, transporte e destino dos poluentes, reconhecendo suas transformações, prever efeitos nos ecossistemas e sistema produtivo e propor formas de intervenção para reduzir e controlar os efeitos da poluição ambiental. 17 Na obtenção e produção de materiais e insumos energéticos, identificar etapas, calcular rendimentos, taxas e índices e analisar implicações sociais, econômicas e ambientais. 18 Valorizar a diversidade dos patrimônios etnoculturais e artísticos, identificando-a em suas manifestações e representações em diferentes sociedades, épocas e lugares. 19 Confrontar interpretações diversas de situações ou fatos de natureza históricogeográfica, técnico-científica, artístico-cultural ou do cotidiano, comparando diferentes pontos de vista, identificando os pressupostos de cada interpretação e analisando a validade dos argumentos utilizados. 20 Comparar processos de formação socioeconômica, relacionando-os com seu contexto histórico e geográfico. 21 Dado um conjunto de informações sobre uma realidade histórico-geográfica, contextualizar e ordenar os eventos registrados, compreendendo a importância dos fatores sociais, econômicos, políticos ou culturais.(BRASIL, 2001, p.74)
Além da redação, a parte objetiva da prova do velho ENEM era estruturada
com cerca de 20% (13 questões) de baixo nível de dificuldade, 40% (25 questões)
de nível médio e, 40% (25 questões), de nível alto de dificuldade. As 63 questões
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tinham igual valor numa escala de 0 a 100 pontos e eram corrigidas por meio
eletrônico. A parte objetiva do exame gera uma nota global que correspondiam ao
número de questões acertadas pelo participante. (BRASIL, 2002c)
O ENEM tem “como referência a LDB, os Parâmetros Curriculares Nacionais
(PCN), a Reforma do Ensino Médio, bem como os textos que sustentam sua
organização curricular em Áreas de Conhecimento, e, ainda, as Matrizes
Curriculares de Referência para o Saeb.” (BRASIL, 2002c, p.6).
No novo ENEM, as questões são agrupadas na prova por áreas de
conhecimento. Esta sistemática foi trazida pela Portaria Ministerial nº. 462, de 27 de
maio de 2009, que alterou também a redação dada ao artigo 2º da Portaria nº 438/
98 citada no início deste capítulo, que instituiu o exame. A nova redação mostra que
os itens serão agrupados na prova por área de conhecimento. Conforme artigo 2º da
nova portaria:
Art. 2o O art. 2o da Portaria no 438, de 28 de maio de 1998, passa a vigorar com a seguinte redação: "Art. 2o O Exame Nacional do Ensino Médio - ENEM, que se constituirá de uma prova de múltipla escolha de cada área do conhecimento, e uma redação, avaliará as competências e as habilidades desenvolvidas pelos examinandos ao longo do ensino fundamental e médio, imprescindíveis à vida acadêmica, ao mundo do trabalho e ao exercício da cidadania, tendo como base a matriz de competências especialmente definida para o exame". (NR) (BRASIL, 2009d, p.54)
Desta forma, no novo ENEM o estudante não faz provas por disciplinas, e sim
por áreas de conhecimento assim divididas:
a) linguagens e códigos e suas tecnologias, englobando lingua portuguesa,
língua estrangeira, educação física e artes;
b) ciências humanas e suas tecnologias, englobando história, geografia,
filosofia e sociologia;
c) ciências da natureza e suas tecnologias, englobando biologia, física e
química;
d) matemática e suas tecnologias.
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A prova de cada uma destas áreas do conhecimento é composta por 45
situações-problema.
Na matriz de referência do novo ENEM, as 5 competências gerais
permaneceram inalteradas em relação ao velho exame e passaram a ser chamadas
de Eixos Cognitivos. Entretanto, agregaram-se competências específicas para cada
grande área do conhecimento e ampliou-se para 120 o número de habilidades.
De acordo com Reynaldo Fernandes, presidente do Instituto Nacional de
Estudos e Pesquisas Educacionais Anísio Teixeira (INEP), durante o período de
implantação do novo ENEM, o novo exame surge com a ideia de se criar uma prova
única para substituir avaliações de alunos que são aplicadas em etapas muito
próximas de sua formação, como é o caso dos exames do ENADE, SAEB (Sistema
de Avaliação da Educação Básica), ENEM e ENCCEJA. Ou seja, o novo ENEM
substitui estas quatros provas por uma, simplificando este cenário. Além disso, o
presidente também afirma que o novo ENEM se baseia na matriz de habilidades do
ENCCEJA, com pequenas alterações. (NOVO..., 2009a). De acordo com a nota de
aprovação do ENEM 2009, o novo exame tem como um de seus princípios:
Que a edição de 2009 deve se fundamentar na atual organização do Ensino Médio e nos seus exames - ENEM e Exame Nacional de Certificação de Competências de Jovens e Adultos (ENCCEJA), respeitando-se o itinerário formativo dos estudantes matriculados no Ensino Médio. (BRASIL, 2009a, p.1)
Observando a matriz de competências e habilidades do ENCCEJA1 para a
área de ciências da natureza, verificamos que esta estrutura a matriz proposta para
o novo ENEM, embora tenha sido abandonada a formatação matricial.
Acreditamos que o novo ENEM está estruturado em grande parte nos
Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN), uma vez que o mesmo se baseia na
matriz do ENCEJA cuja matriz possui áreas do conhecimento “que foram
estabelecidas a partir do currículo da Base Nacional Comum, de acordo com os
Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN's).” (BRASIL, 2011b, p.1)
Seguem as competências e habilidades presentes na matriz de referência do
novo ENEM para a área de Ciências da Natureza e suas Tecnologias:
1 O endereço eletrônico para acesso a esta matriz do Encceja se encontra na referência: (BRASIL, 2011c).
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Competência de área 1 – Compreender as ciências nat urais e as tecnologias a elas associadas como construções huma nas, percebendo seus papéis nos processos de produção e no desenvolvimento econômico e social da humanidade. H1 – Reconhecer características ou propriedades de fenômenos ondulatórios ou oscilatórios, relacionando-os a seus usos em diferentes contextos. H2 – Associar a solução de problemas de comunicação, transporte, saúde ou outro, com o correspondente desenvolvimento científico e tecnológico. H3 – Confrontar interpretações científicas com interpretações baseadas no senso comum, ao longo do tempo ou em diferentes culturas. H4 – Avaliar propostas de intervenção no ambiente, considerando a qualidade da vida humana ou medidas de conservação, recuperação ou utilização sustentável da biodiversidade. Competência de área 2 – Identificar a presença e ap licar as tecnologias associadas às ciências naturais em diferentes conte xtos. H5 – Dimensionar circuitos ou dispositivos elétricos de uso cotidiano. H6 – Relacionar informações para compreender manuais de instalação ou utilização de aparelhos, ou sistemas tecnológicos de uso comum. H7 – 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. Competência de área 3 – Associar intervenções que r esultam em degradação ou conservação ambiental a processos pro dutivos e sociais e a instrumentos ou ações científico-tecnol ógicos. H8 – Identificar etapas em processos de obtenção, transformação, utilização ou reciclagem de recursos naturais, energéticos ou matérias-primas, considerando processos biológicos, químicos ou físicos neles envolvidos. H9 – Compreender a importância dos ciclos biogeoquímicos ou do fluxo energia para a vida, ou da ação de agentes ou fenômenos que podem causar alterações nesses processos. H10 – Analisar perturbações ambientais, identificando fontes, transporte e(ou) destino dos poluentes ou prevendo efeitos em sistemas naturais, produtivos ou sociais. H11 – Reconhecer benefícios, limitações e aspectos éticos da biotecnologia, considerando estruturas e processos biológicos envolvidos em produtos biotecnológicos. H12 – Avaliar impactos em ambientes naturais decorrentes de atividades sociais ou econômicas, considerando interesses contraditórios. Competência de área 4 – Compreender interações entr e organismos e ambiente, em particular aquelas relacionadas à saúd e humana, relacionando conhecimentos científicos, aspectos cu lturais e características individuais. H13 – Reconhecer mecanismos de transmissão da vida, prevendo ou explicando a manifestação de características dos seres vivos. H14 – Identificar padrões em fenômenos e processos vitais dos organismos, como manutenção do equilíbrio interno, defesa, relações com o ambiente, sexualidade, entre outros. H15 – Interpretar modelos e experimentos para explicar fenômenos ou processos biológicos em qualquer nível de organização dos sistemas biológicos. H16 – Compreender o papel da evolução na produção de padrões, processos biológicos ou na organização taxonômica dos seres vivos. Competência de área 5 – Entender métodos e procedim entos próprios das ciências naturais e aplicá-los em diferentes co ntextos. H17 – Relacionar informações apresentadas em diferentes formas de linguagem e representação usadas nas ciências físicas, químicas ou biológicas, como texto discursivo, gráficos, tabelas, relações matemáticas ou linguagem simbólica.
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H18 – Relacionar propriedades físicas, químicas ou biológicas de produtos, sistemas ou procedimentos tecnológicos às finalidades a que se destinam. H19 – Avaliar métodos, processos ou procedimentos das ciências naturais que contribuam para diagnosticar ou solucionar problemas de ordem social, econômica ou ambiental. Competência de área 6 – Apropriar-se de conheciment os da física para, em situações problema, interpretar, avaliar ou plan ejar intervenções científico-tecnológicas. H20 – Caracterizar causas ou efeitos dos movimentos de partículas, substâncias, objetos ou corpos celestes. H21 – Utilizar leis físicas e (ou) químicas para interpretar processos naturais ou tecnológicos inseridos no contexto da termodinâmica e(ou) do eletromagnetismo. H22 – Compreender fenômenos decorrentes da interação entre a radiação e a matéria em suas manifestações em processos naturais ou tecnológicos, ou em suas implicações biológicas, sociais, econômicas ou ambientais. H23 – Avaliar possibilidades de geração, uso ou transformação de energia em ambientes específicos, considerando implicações éticas, ambientais, sociais e/ou econômicas. Competência de área 7 – Apropriar-se de conheciment os da química para, em situações problema, interpretar, avaliar o u planejar intervenções científico-tecnológicas. H24 – Utilizar códigos e nomenclatura da química para caracterizar materiais, substâncias ou transformações químicas. H25 – Caracterizar materiais ou substâncias, identificando etapas, rendimentos ou implicações biológicas, sociais, econômicas ou ambientais de sua obtenção ou produção. H26 – Avaliar implicações sociais, ambientais e/ou econômicas na produção ou no consumo de recursos energéticos ou minerais, identificando transformações químicas ou de energia envolvidas nesses processos. H27 – Avaliar propostas de intervenção no meio ambiente aplicando conhecimentos químicos, observando riscos ou benefícios. Competência de área 8 – Apropriar-se de conheciment os da biologia para, em situações problema, interpretar, avaliar o u planejar intervenções científico-tecnológicas. H28 – Associar características adaptativas dos organismos com seu modo de vida ou com seus limites de distribuição em diferentes ambientes, em especial em ambientes brasileiros. H29 – Interpretar experimentos ou técnicas que utilizam seres vivos, analisando implicações para o ambiente, a saúde, a produção de alimentos, matérias primas ou produtos industriais. H30 – Avaliar propostas de alcance individual ou coletivo, identificando aquelas que visam à preservação e a implementação da saúde individual, coletiva ou do ambiente. (BRASIL, 2009f, p.8)
De acordo com o MEC estas habilidades citadas, juntamente com as outras
pertencentes às outras áreas do conhecimento, são tidas como essenciais para
serem assimiladas pelos estudantes que concluem o ensino médio. Nas palavras do
MEC:
A Matriz de Referência consubstancia evolução importante na forma de avaliação dos estudantes e orientação sobre os conteúdos cujo aprendizado se espera no Ensino Médio. Ela se pauta por habilidades consideradas essenciais aos estudantes que concluem esse nível de ensino. (BRASIL, 2009c, p.1)
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Conforme consta no documento de aprovação da matriz do novo ENEM, a
partir da edição de 2010, deve haver uma integração crescente entre os conteúdos
de Física, Biologia e Química com o objetivo de adequar a proposta interdisciplinar
das competências e habilidades presentes na matriz de referência do ENEM 2009.
(BRASIL, 2009c).
Isso nos leva a crer que os itens constantes no novo ENEM não tem uma
característica totalmente interdisciplinar até a edição de 2010. Não é foco de nosso
trabalho atentar pela interdisciplinaridade das questões do exame, entretanto, é
inevitável observar, a partir de nossa pesquisa, que parte das questões pertencentes
à área das ciências da natureza e suas tecnologias estão delimitadas por disciplina,
pois conseguimos reconhecer no exame várias questões que trabalharam
exclusivamente com a Física (dentro do âmbito das ciências da natureza) e que não
fazem interação com a Biologia, a Química ou outras ciências. Na revisão de
literatura que apresentaremos no capítulo 4, também percebemos que esta
observação corrobora com outros autores.
Como forma de análise de resultados, o novo ENEM utiliza a Teoria da
Resposta ao Item (TRI) que possibilita, entre outros aspectos, fazer um mapeamento
do padrão de respostas de cada estudante e atribuir uma pontuação diferenciada em
função do grau de dificuldade de cada questão. Sendo assim, dois candidatos
podem ter notas diferentes, mesmo tendo acertado o mesmo número de questões. É
possível também com a TRI valorizar menos a pontuação de um candidato se o
mesmo tiver um padrão de acertos aleatório. (RÉGIS, 2010)
De acordo com o MEC as universidades, no gozo de sua autonomia, podem
optar entre quatro possibilidades de utilização do novo exame como processo
seletivo, a saber:
a) como primeira fase;
b) como fase única, com o sistema de seleção unificada, informatizado e on-
line;
c) como fase única para as vagas remanescentes do vestibular;
d) combinado com o vestibular da instituição.
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Outra novidade no novo ENEM é a cobrança da língua estrangeira a partir da
edição de 2010 do exame. O velho ENEM não testava habilidades relacionadas à
língua estrangeira.
O velho ENEM não era uma prova obrigatória ao estudante concluinte da
educação básica e o novo ENEM manteve o caráter voluntário do exame.
Heliton Tavares, diretor de Avaliação da Educação Básica do INEP à época,
afirma em uma entrevista publicada no jornal AGORA, do Mato Grosso do Sul em 6
de agosto de 2009, que para cada questão do novo ENEM será exigida uma
habilidade contida na matriz de referência do novo exame. A seguir está à resposta
de Heliton Tavares a uma pergunta sobre quais habilidades e competências seriam
avaliadas pelo novo ENEM:
A matriz está dividida nas quatro áreas de conhecimento que farão parte do exame: linguagens, matemática, ciências da natureza e ciências humanas. O conteúdo será o que é ensinado no ensino médio, com a diferença que será cobrada mais a capacidade de raciocinar do que a "decoreba". Cada questão terá uma habilidade avaliada. (NOVO..., 2009)
Julgamos importante fazer a citação anterior, pois, no capítulo 5, em que
apresentamos a nossa análise das questões agrupadas por competência,
consideramos que cada item explora preferencialmente uma certa habilidade de
uma dada competência.
Também consta na matriz de referência do novo ENEM uma lista de
conteúdos curriculares específicos para cada disciplina do EM, denominados de
objetos de conhecimento associados à matriz de referência, que seriam os
conteúdos possíveis de serem cobrados no exame. De acordo com o MEC, em uma
carta que propunha a criação do novo ENEM apresentada às IFES em 2009, o
conjunto de conteúdos (objetos de conhecimento) seria elaborado em parceria com
essas instituições. (BRASIL, 2009b) Ainda, segundo o MEC:
A nova prova seria estruturada a partir de uma matriz de habilidades e um conjunto de conteúdos associados a elas. [...] Esta estrutura aproximaria o exame das Diretrizes Curriculares Nacionais e dos currículos praticados nas escolas, mas sem abandonar o modelo de avaliação centrado nas competências e habilidades. (BRASIL, 2009b, p.4)
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Ao que nos parece, o MEC, explicitando os conteúdos praticados nas
disciplinas das escolas médias na nova matriz, fomenta o interesse das
Universidades Federais em aderir à nova proposta. Uma vez que, como dito na
citação anterior, a nova proposta se aproxima de currículos praticados na escola. Tal
fato não se mostra antagônico, considerando que um dos objetivos do novo exame é
tentar mudar o currículo tradicional praticado nas escolas?
Embora esta discussão não seja foco de nosso trabalho de pesquisa, fica a
pergunta para ser refletida, considerando que os PCN não apresentam uma lista de
conteúdos de Física, apenas os PCN+ sugerem temas estruturadores.
A matriz do velho ENEM não apresentava uma lista de conteúdos, e sim um
conjunto de habilidades e competências a serem testadas. Segue os objetos de
conhecimento (conteúdos) divulgados para a disciplina de Física na matriz de
referência de 2009 para o novo ENEM:
Conhecimentos básicos e fundamentais - Noções de ordem de grandeza. Notação Científica. Sistema Internacional de Unidades. Metodologia de investigação: a procura de regularidades e de sinais na interpretação física do mundo. Observações e mensurações: representação de grandezas físicas como grandezas mensuráveis. Ferramentas básicas: gráficos e vetores. Conceituação de grandezas vetoriais e escalares. Operações básicas com vetores. O movimento, o equilíbrio e a descoberta de leis fí sicas - Grandezas fundamentais da mecânica: tempo, espaço, velocidade e aceleração. Relação histórica entre força e movimento. Descrições do movimento e sua interpretação: quantificação do movimento e sua descrição matemática e gráfica. Casos especiais de movimentos e suas regularidades observáveis. Conceito de inércia. Noção de sistemas de referência inerciais e não inerciais. Noção dinâmica de massa e quantidade de movimento (momento linear). Força e variação da quantidade de movimento. Leis de Newton. Centro de massa e a idéia de ponto material. Conceito de forças externas e internas. Lei da conservação da quantidade de movimento (momento linear) e teorema do impulso. Momento de uma força (torque). Condições de equilíbrio estático de ponto material e de corpos rígidos. Força de atrito, força peso, força normal de contato e tração. Diagramas de forças. Identificação das forças que atuam nos movimentos circulares. Noção de força centrípeta e sua quantificação. A hidrostática: aspectos históricos e variáveis relevantes. Empuxo. Princípios de Pascal, Arquimedes e Stevin: condições de flutuação, relação entre diferença de nível e pressão hidrostática. Energia, trabalho e potência - Conceituação de trabalho, energia e potência. Conceito de energia potencial e de energia cinética. Conservação de energia mecânica e dissipação de energia. Trabalho da força gravitacional e energia potencial gravitacional. Forças conservativas e dissipativas. A Mecânica e o funcionamento do Universo - Força peso. Aceleração gravitacional. Lei da Gravitação Universal. Leis de Kepler. Movimentos de corpos celestes. Influência na Terra: marés e variações climáticas. Concepções históricas sobre a origem do universo e sua evolução.
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Fenômenos Elétricos e Magnéticos - Carga elétrica e corrente elétrica. Lei de Coulomb. Campo elétrico e potencial elétrico. Linhas de campo. Superfícies equipotenciais. Poder das pontas. Blindagem. Capacitores. Efeito Joule. Lei de Ohm. Resistência elétrica e resistividade. Relações entre grandezas elétricas: tensão, corrente, potência e energia. Circuitos elétricos simples. Correntes contínua e alternada. Medidores elétricos. Representação gráfica de circuitos. Símbolos convencionais. Potência e consumo de energia em dispositivos elétricos. Campo magnético. Imãs permanentes. Linhas de campo magnético. Campo magnético terrestre. Oscilações, ondas, óptica e radiação - Feixes e frentes de ondas. Reflexão e refração. Óptica geométrica: lentes e espelhos. Formação de imagens. Instrumentos ópticos simples. Fenômenos ondulatórios. Pulsos e ondas. Período, frequência, ciclo. Propagação: relação entre velocidade, frequência e comprimento de onda. Ondas em diferentes meios de propagação. O calor e os fenômenos térmicos - Conceitos de calor e de temperatura. Escalas termométricas. Transferência de calor e equilíbrio térmico. Capacidade calorífica e calor específico. Condução do calor. Dilatação térmica. Mudanças de estado físico e calor latente de transformação. Comportamento de Gases ideais. Máquinas térmicas. Ciclo de Carnot. Leis da Termodinâmica. Aplicações e fenômenos térmicos de uso cotidiano. Compreensão de fenômenos climáticos relacionados ao ciclo da água. (BRASIL, 2009f, p.19)
De acordo com o MEC, estes objetos de conhecimento poderão sofrer
alterações com o passar dos exames:
A lista de objetos de conhecimento apresentada no anexo expressa a realidade atual das escolas de Ensino Médio, ao mesmo tempo em que respeita o estágio atual do aprendizado dos alunos concluintes. Estabelecida a Matriz de Referência, os objetos de conhecimento associados poderão ser aprimorados, nas edições seguintes do ENEM, de modo a consagrar o papel do Exame de orientar a melhoria do Ensino Médio em harmonia com os processos de seleção para o acesso à Educação Superior. (BRASIL, 2009c, p.1)
Entendemos que para as escolas que possuem uma carga horária pequena
para a disciplina de Física, esta quantidade de conteúdos citada na matriz é
excessiva. Sabemos que há escolas públicas em que os alunos têm apenas duas
aulas de Física por semana. Talvez a redução da quantidade destes objetos de
conhecimento da Física cobrados no exame, por parte do MEC, poderá diminuir as
diferenças nos resultados apresentados entre alunos de escolas públicas e
particulares, uma vez que, as escolas particulares costumam ter mais aulas de
Física por semana. Com a redução do conteúdo cobrado, os estudantes da escola
pública poderão, pelo menos, ter contato com todo o conteúdo exigido no novo
ENEM.
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Entendemos também, que uma possível redução na lista de conteúdos
citados na Matriz do novo exame poderá se aproximar mais de um ensino por
competências, pois, de acordo com Perrenoud:
A abordagem por competências leva a fazer menos coisas, a dedicar-se a um pequeno número de situações fortes e fecundas, que produzem aprendizados e giram em torno de importantes conhecimentos. Isso obriga a abrir mão de boa parte dos conteúdos tidos, ainda hoje, como indispensáveis. (PERRENOUD apud RICARDO, 2005, p.156)
Nossa colocação também concorda com as Orientações Curriculares para o
Ensino Médio (OCEM), publicadas pelo próprio MEC em 2006, que dizem:
Um problema apontado principalmente pelos professores é a carga horária insuficiente para sua disciplina. Atualmente, o número de horas/aulas de Física varia entre duas e três horas/aulas semanais. Ao mesmo tempo em que se deveria debater a relevância em ampliar esse espaço, é com ele que as estratégias e as escolhas didáticas terão de ser feitas no cenário atual. Desse modo, escolhas bem-feitas de conteúdos significativos assumem um papel fundamental, pois fica claro que não será possível trabalhar com extensas listas de conteúdos.(BRASIL, 2006, p.55-56)
Desse modo, para que não haja contradição das propostas do MEC, é
necessário repensar a extensa lista de objetos de conhecimento de Física
apresentada na matriz de referência do novo ENEM.
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3 O CONTEXTO DO ENEM
Neste capítulo apresentamos em uma primeira seção um pouco da política
educacional vigente. Ainda neste capítulo, em uma segunda seção, também
abordamos o ensino baseado em competências e habilidades, sobretudo no seu
significado para o novo ENEM, através de sua matriz de referência.
3.1 A política educacional vigente
Nesta seção tratamos da política atual da educação para que possamos
visualizar em que contexto o ENEM está inserido, considerando documentos que
nos ajudam a entender a política educacional vigente. Entre os documentos
destacamos a LDB/1996 (Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional, de 20 de
dezembro de 1996, a Lei n. 9394), DCNEM (Diretrizes Curriculares Nacionais para o
Ensino Médio), PCN (Parâmetros Curriculares Nacionais) e PCN+ (Orientações
Educacionais Complementares aos PCN), estes dois primeiros documentos com
força de lei e estes dois últimos documentos, que são recomendações e que, apesar
de não terem força de lei, são textos legitimados no meio acadêmico escolar.
A LDB é uma lei que regulamenta o sistema de educação no Brasil e foi
criada pela primeira vez em 1961. Em 1971 foi publicada uma nova versão desta lei
e vinte e cinco anos depois foi promulgada a LDB que vigora atualmente. A LDB
válida atualmente foi publicada em 1996, no governo Fernando Henrique Cardoso.
Como parte de uma política mais geral de desenvolvimento social que prioriza
ações na área de educação, o ministério da Educação organizou, durante o governo
Fernando Henrique, o projeto de reforma do ensino médio. (BRASIL, 2002a, p.15)
De acordo com os PCN, a Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional de
1996 foi a principal referência legal para a formulação das mudanças propostas, na
medida em que estabelece os princípios e finalidades da Educação Nacional.
A LDB de 1996 trouxe alterações em relação às leis anteriores corroborando
para a reforma do Ensino Médio. Uma nova identidade é dada a este nível de
ensino. O artigo 35 da nova LDB explicita o Ensino Médio como etapa final da
educação básica, dando a este nível de ensino uma característica de terminalidade.
A LDB/1996 traz outra visão para o Ensino Médio comparando-se com a LDB
anterior (Lei 5692/1971), em que o 2° grau se carac terizava por uma dupla função:
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habilitar para o exercício de uma profissão técnica e preparar para o prosseguimento
de estudos. (BRASIL, 2002a, p.22). Segundo os PCN, na nova LDB, finalidades que
antes eram dissociadas, agora são integradas em uma mesma e única modalidade
de modo a oferecer de forma articulada, uma educação equilibrada, com funções
equivalentes a todos os estudantes. De acordo com os PCN, estas funções
equivalentes seriam:
• a formação da pessoa, de maneira a desenvolver valores e competências necessárias à integração de seu projeto individual ao projeto da cidade em que se situa;
• o aprimoramento do educando como pessoa humana, incluindo a formação ética e o desenvolvimento da autonomia intelectual e do pensamento crítico;
• a preparação e a orientação básica para a sua integração ao mundo do trabalho, com as competências que garantam seu aprimoramento profissional e permitam acompanhar as mudanças que caracterizam a produção no nosso tempo;
• o desenvolvimento das competências para continuar aprendendo, de forma autônoma e crítica, em níveis mais complexos de estudos. (BRASIL, 2002a, p.22)
Outros textos que nos ajudam a enxergar com mais clareza a intenção de
reforma do ensino médio são os PCN e PCN+, que foram publicados após a
LDB/1996. Os PCN para o Ensino Médio foram publicados em 1999 e os PCN+
foram publicados no final de 2002. Encontramos nos PCN e nos PCN+ várias
informações sobre a reforma educacional proposta para o Ensino Médio.
Informações estas, apoiadas na LDB e DCNEM. Os PCNs fornecem os insumos
para a concretização da proposta do novo ensino médio. De acordo com o MEC, os
PCNs foram feitos para ajudar as equipes escolares na execução de seus trabalhos.
Os PCNs são fruto de meses de trabalho e de discussão realizados por especialistas
e educadores de todo o país. São textos que contribuem para a atualização
profissional, o desenvolvimento do currículo da escola, o planejamento de aulas e à
reflexão sobre a prática diária. (BRASIL, 2011d)
Os PCN e os PCN+:
1.São orientações educacionais que juntam os diversos aspectos de conteúdos, metodologia e epistemologia, e não são apenas alterações e/ou atualizações de conteúdos. Esses documentos esperam promover o debate permanente na escola e evidenciar a necessidade de uma cultura de formação contínua dos profissionais envolvidos com a educação. 2. São um incentivo à elaboração do projeto político-pedagógico da escola, desde que as orientações presentes nos documentos citados são de tal
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ordem que demandam a reorientação nas práticas educacionais exercidas nas escolas, não sendo, portanto, responsabilidade de um único professor isolado em sua disciplina. Certamente há ações que podem e devem ser praticadas em cada disciplina, mas é fundamental o professor se reconhecer como ator principal das mudanças que se supõem necessárias, participando ativamente e discutindo coletivamente os rumos que sua instituição pretende tomar. 3. Apresentam a possibilidade de uma parte diversificada do currículo, que pode ocupar até 25% da grade curricular total. Esse aspecto é de grande importância, pois a escola poderá inovar e se identificar com seu ambiente, e fazer com que seus alunos a reconheçam, identificando-se com ela. (BRASIL, 2006, p.55)
Veja o que traz os PCN+ sobre seus objetivos:
Este texto é dirigido ao professor, ao coordenador ou dirigente escolar do ensino médio e aos responsáveis pelas redes de educação básica e pela formação profissional permanente dos seus professores. Pretende discutir a condução do aprendizado, nos diferentes contextos e condições de trabalho das escolas brasileiras, de forma a responder às transformações sociais e culturais da sociedade contemporânea, levando em conta as leis e diretrizes que redirecionam a educação básica. Procura estabelecer um diálogo direto com professores e demais educadores que atuam na escola, reconhecendo seu papel central e insubstituível na condução e aperfeiçoamento da educação básica. Sem pretensão normativa e de forma complementar aos Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio, as orientações educacionais aqui apresentadas têm em vista a escola em sua totalidade, ainda que este volume se concentre nas disciplinas da Área de Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias. (BRASIL, 2002b, pg.7).
Pela citação anterior percebemos que os PCN+ reforçam a intenção das leis e
diretrizes que surgem a partir de 1996 de mudar a direção da educação básica no
país. Os PCNs trazem orientações que nos ajudam a tentar trabalhar na direção de
um ensino médio com caráter de formação geral em oposição a uma formação
específica.
Os PCN propõem:
[...] no nível do ensino médio, a formação geral, em oposição a formação específica; o desenvolvimento das capacidades de pesquisar, buscar informações , analisá-las e selecioná-las ; a capacidade de aprender , criar, formular , ao invés do simples exercício de memorização. (BRASIL, 2002a, p.16)
De acordo com os PCN: “A formação do aluno deve ter como alvo principal a
aquisição de conhecimentos básicos, a preparação ciêntífica e a capacidade de
38
utilizar as diferentes tecnologias relativas às áreas de atuação.” (BRASIL, 2002a,
p.15)
Um dos fatores que determinam a urgência em se repensar as diretrizes
gerais e os parâmetros curriculares que orientam o ensino médio é a denominada
“revolução da informática” que promoveu mudanças radicais no conhecimento e que
passa a ocupar um lugar central nos processos de desenvolvimento em geral. O
outro fator é o econômico que se apresenta e se define pela ruptura tecnológica
característica da chamada terceira revolução técnico-industrial, na qual os avanços
da microeletrônica tem um papel de destaque, acentuados a partir da década de
1980. (BRASIL, 2002a, p.15).
Na perspectiva dos PCN, pensar um novo currículo para o Ensino Médio
coloca em destaque dois fatores:
as mudanças estruturais que decorrem da chamada “revolução do conhecimento”, alterando o modo de organização do trabalho e as relações sociais; e a expansão crescente da rede pública, que deverá atender os padrões de qualidade que se coadunem com as exigencias desta sociedade.( BRASIL, 2002a, p.16)
Na proposta dos PCN, deseja-se que os discentes desenvolvam
competências básicas que lhes permitam desenvolver a capacidade de continuar
aprendendo. A memorização de conhecimentos cujo acesso é facilitado pela
moderna tecnologia não se justifica. (BRASIL, 2002a, p. 25)
Ainda, segundo os PCN, “Alteram-se, portanto, os objetivos de formação no
nível do ensino médio. Prioriza-se a formação ética e o desenvolvimento da
autonomia intelectual e do pensamento crítico”. (BRASIL, 2002a, p.25)
No novo Ensino Médio, de acordo com os referidos documentos oficiais, o
currículo deve ser articulado em torno de eixos básicos orientadores da seleção de
conteúdos significativos, tendo em vista as competências e habilidades que se
pretende desenvolver no ensino médio. (BRASIL, 2002a, p.30). Nesta linha,
observamos que a prova do ENEM apresenta situações-problema objetivando
verificar competências e habilidades adquiridas na educação básica. Nesta nova
política educacional, de acordo com os PCN, prefere-se a aquisição de
determinadas competências e habilidades ao invés de acúmulos de esquemas
resolutivos preestabelecidos. Esta nova política é percebida também nas matrizes
39
de referência das provas do velho e novo ENEM que apresentam competências e
habilidades que os discentes devem ter para solucionar as questões. Na seção
seguinte abordaremos com mais ênfase a questão do ensino por
competências/habilidades.
A leitura nesses documentos (PCNs), nos levam a constatar que dentro da
nova proposta de reforma curricular do ensino médio pretende-se um ensino
interdisciplinar e contextualizado em oposição a um ensino com enfoque disciplinar,
fragmentado e sem contexto. (BRASIL, 2002a). Apesar de este não ser o foco de
nossa pesquisa, percebemos que o velho e o novo ENEM apresentam questões de
Física com características de contextualização dos conteúdos, além de questões
interdisciplinares. Em nossa revisão de literatura, no capítulo 4, apresentaremos
conclusões de trabalhos de autores que medem a frequência de questões com estas
características no ENEM.
De acordo com o MEC:
O Enem tem, ainda, papel fundamental na implementação da Reforma do Ensino Médio, ao apresentar, nos itens da prova, os conceitos de situação-problema, interdisciplinaridade e contextualização, que são, ainda, mal compreendidos e pouco habituais na comunidade escolar. A prova do Enem, ao entrar na escola, possibilita a discussão entre professores e alunos dessa nova concepção de ensino preconizada pela LDB, pelos Parâmetros Curriculares Nacionais e pela Reforma do Ensino Médio, norteadores da concepção do exame. (BRASIL, 2005b, p.8)
Acreditamos que a busca por um ensino de Física contextualizado está dentro
da proposta da política educacional vigente. Torna-se imprescindível que o professor
reflita sobre a sua prática pedagógica e mude a sua postura diante das novas
exigências da sociedade atual, buscando desenvolver os conteúdos, sempre que
possível, privilegiando a contextualização.
Nesse sentido, o parecer nº 15/1998 traz que:
O tratamento contextualizado do conhecimento é o recurso que a escola tem para retirar o aluno da condição de expectador passivo. Se bem trabalhado permite que, ao longo da transposição didática, o conteúdo do ensino provoque aprendizagens significativas que mobilizem o aluno e estabeleçam entre ele e o objeto do conhecimento uma relação de reciprocidade. (BRASIL, 2002a, p.91)
40
As DCNEM, instituídas pela resolução CEB(Câmara de Educação Básica) nº
3, de 26 de junho de 1998, apresentam uma série de artigos com um conjunto de
fundamentos, definições doutrinárias sobre princípios e procedimentos a serem
observados na organização da base curricular nacional do ensino médio, tudo em
atendimento ao que manda a lei. (BRASIL, 2002a) Este documento apresenta
diretrizes curriculares com o objetivo de estruturar um ensino médio diferente do
anterior, corroborando com a proposta de reforma educacional.
As DCNEM trazem a base nacional comum dos currículos do ensino médio
organizada nas seguintes áreas do conhecimento: “I - Linguagens, Códigos e suas
Tecnologias; II - Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias; III - Ciências
Humanas e suas Tecnologias.” (BRASIL, 2002a, p.115-116)
A Física está inserida na área II. Percebemos também aqui mais uma
intenção de mudança das características do ensino médio ao se propor uma
organização do currículo por áreas do conhecimento, ao invés de uma organização
com disciplinas estanques.
Observa-se também, nas provas do novo ENEM, esta característica, uma vez
que as mesmas são divididas por áreas do conhecimento. Por exemplo, não existe
no novo ENEM a separação das questões de Física de outras disciplinas de ciências
da natureza. As questões que contém alguma Física encontram-se diluídas na prova
da área de ciências da natureza e suas tecnologias.
O MEC até afirma que essa nova sistemática, estruturada em áreas do
conhecimento, aproxima o novo exame das Diretrizes Curriculares Nacionais.
(BRASIL, 2009b). Destacamos também, uma pequena diferença entre a divisão das
áreas do conhecimento nas DCNEM e no novo ENEM, uma vez que no novo ENEM
a área III citada nas DCNEM foi desmembrada em duas áreas do conhecimento, a
saber: Ciências da natureza e suas tecnologias e Matemática e suas tecnologias.
Nota-se que no novo ENEM a matemática constitui uma avaliação separada da área
II citada nas DCNEM.
De acordo com as DCNEM a área II tem por objetivo a constituição de
habilidades e competências que permitam ao educando:
a) Compreender as ciências como construções humanas, entendendo como elas se desenvolvem por acumulação, continuidade ou ruptura de paradigmas, relacionando o desenvolvimento científico com a transformação da sociedade.
41
b) Entender e aplicar métodos e procedimentos próprios das ciências naturais. c) Identificar variáveis relevantes e selecionar os procedimentos necessários para a produção, análise e interpretação de resultados de processos ou experimentos científicos e tecnológicos. d) Compreender o caráter aleatório e não determinístico dos fenômenos naturais e sociais e utilizar instrumentos adequados para medidas, determinação de amostras e cálculo de probabilidades. e) Identificar, analisar e aplicar conhecimentos sobre valores de variáveis, representados em gráficos, diagramas ou expressões algébricas, realizando previsão de tendências, extrapolações e interpolações e interpretações. f) Analisar qualitativamente dados quantitativos representados gráfica ou algebricamente relacionados a contextos sócio-econômicos, científicos ou cotidianos g) Apropriar-se dos conhecimentos da física, da química e da biologia e aplicar esses conhecimentos para explicar o funcionamento do mundo natural, planejar, executar e avaliar ações de intervenção na realidade natural. h) Identificar, representar e utilizar o conhecimento geométrico para o aperfeiçoamento da leitura, da compreensão e da ação sobre a realidade. i) Entender a relação entre o desenvolvimento das ciências naturais e o desenvolvimento tecnológico e associar as diferentes tecnologias aos problemas que se propuseram e propõem solucionar. j) Entender o impacto das tecnologias associadas às ciências naturais na sua vida pessoal, nos processos de produção, no desenvolvimento do conhecimento e na vida social. l) Aplicar as tecnologias associadas às ciências naturais na escola, no trabalho e em outros contextos relevantes para sua vida. m) Compreender conceitos, procedimentos e estratégias matemáticas e aplicá-las a situações diversas no contexto das ciências, da tecnologia e das atividades cotidianas. (BRASIL, 2002a, p.116)
Sendo assim, as DCNEM expressam um novo paradigma curricular. O
incentivo à criação de currículos divididos por áreas de conhecimento pode ser um
incentivo a interdisciplinaridade, ao fomentar um ensino que faça ligações entre as
disciplinas tradicionais. É importante entender que:
a hiper-especialização impede que o estudante trate corretamente os problemas particulares, uma vez que estes só podem ser propostos e pensados em seu contexto. Este requer múltiplas áreas do conhecimento para que seja compreendido em sua complexidade. (MORIN apud AUTH et al, 2005, p.3)
No parecer da CEB n°15/1998 prega-se que para se ob ter êxito na proposta
do novo ensino médio, as instituições de ensino superior devem colaborar. E
colaborar de que maneira? O parecer diz que a universidade deve contribuir com a
implementação das DCNEM repensando o exame de ingresso no ensino superior,
pois este é referência para a organização curricular do ensino médio. Segundo o
parecer, o ensino superior está convocado a:
42
examinar sua missão e seus procedimentos de seleção, na perspectiva de um ensino médio que deverá ser mais unificado quanto às competências dos alunos e mais diversificado quanto aos conhecimentos específicos que darão suporte à constituição destas competências. (BRASIL, 2002a, p.111)
Da citação anterior percebemos orientações do MEC já em 1998 para que as
universidades repensem seus processos de seleção, uma vez que seus processos
seletivos influenciam muito o EM. Percebe-se então que a partir da LDB/1996 há
uma intenção por parte daqueles que pensam a educação no país de substituição
paulatina do tradicional vestibular por outra forma de seleção, influenciando o
currículo praticado no EM.
Também em 1998, outro problema assinalado por este parecer (CEB,
n°15/1998) para a implementação das DCNEM é a falta de preparação dos
professores. Os elaboradores do parecer assinalaram, em grande maioria, que esta
questão seria mais problemática até mesmo que a questão dos condicionantes
financeiros. (BRASIL, 2002a, p.11)
Com relação à área da Física, os PCN e os PCN+ trazem orientações para
que o professor alinhe sua prática pedagógica em direção à nova política
educacional proposta introdutoriamente pela LDB de 1996. Tanto nos PCN quanto
nos PCN+ há partes específicas destinadas a discussões do que se espera do
ensino de Física no cenário atual, além de sugestões de como se podem trabalhar
determinados temas desta ciência dentro da nova perspectiva. Estes textos
apresentam competências gerais para serem desenvolvidas no aluno durante seu
contato com a Física.
Antes da LDB de 1996, como já abordamos, pretendia-se um EM
propedêutico ou técnico. De acordo com os PCN, devido ao fato do ensino nesta
época ter finalidade propedêutica, até fazia sentido um ensino de Física que
privilegiasse o desenvolvimento do raciocínio de forma isolada, deixando a
compreensão mais profunda para outros níveis de ensino. (BRASIL, 2002a) Com o
EM com caráter de terminalidade, é necessário um ensino de Física diferente
daquele ministrado antes da LDB de 1996. É necessário pensar que o estudante
pode não prosseguir seus estudos em nível superior e a Física abordada na escola
tem que fazer sentido na sua vida e ser útil.
Na intenção de trilhar este caminho os PCN recomendam apresentar “uma
Física cujo significado o aluno possa perceber no momento em que aprende, e não
43
em um momento posterior ao aprendizado.” (BRASIL, 2002a, p.230) Veremos em
nossa análise das questões do novo ENEM no capítulo 5 que há certa sintonia entre
o proposto pelos PCN e PCN+ e o novo ENEM.
Os PCN+ afirmam que a Física deve ser pensada como um meio e não como
um fim em si mesma. Não basta informar sobre a Física, mas que esse
conhecimento seja uma das ferramentas de transformação. Para tanto, há que se
refletir, não se pautando no “o que ensinar de Física”, mas “para que ensinar Física”.
(BRASIL, 2002b, p. 61)
Ao responder a questão “para que ensinar física?” busca-se de acordo com
os PCN+:
Finalidades para o conhecimento a ser apreendido em Física que não se reduzem apenas a uma dimensão pragmática, de um saber imediato, mas que devem ser concebidas dentro de uma concepção humanista abrangente, tão abrangente quanto o perfil do cidadão que se quer ajudar a construir. (BRASIL, 2002b, p.61)
A implantação do novo ENEM pelo governo tem intenção de corroborar com a
proposta de um novo EM, uma vez que o Comitê de Governança do novo ENEM,
pelas representações do CONSED (Conselho Nacional de Secretários de Educação)
e do MEC reunidas em 14 de maio de 2009, aprovou, como um de seus princípios
que “o novo ENEM, no formato proposto pelo MEC/INEP, é importante instrumento
de reestruturação do Ensino Médio;” (BRASIL, 2009a, p.1)
Em 2006 o MEC publicou também, para cada área de conhecimento
especificadas nas DCNEM, exemplares intitulados de: Orientações Curriculares para
o Ensino Médio. No exemplar voltado para a área de Ciências da Natureza,
Matemática e suas Tecnologias, encontramos várias orientações acerca do ensino
de Física na perspectiva do novo Ensino Médio. O documento retoma a discussão
sobre Parâmetros Curriculares Nacionais do Ensino Médio aprofundando em alguns
pontos e procurando apontar e desenvolver indicativos que contribuam para a
estruturação do currículo para o EM. (BRASIL, 2006) Este documento responde a
seguinte pergunta: “E quem se pretende formar com o ensino da Física?”, dizendo
que:
Partimos da premissa de que no ensino médio não se pretende formar físicos. O ensino dessa disciplina destina-se principalmente àqueles que
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não serão físicos e terão na escola uma das poucas oportunidades de acesso formal a esse conhecimento. Há de se reconhecer, então, dois aspectos do ensino da Física na escola: a Física como cultura e como possibilidade de compreensão do mundo. (BRASIL, 2006, p.53)
A seguir discutiremos um pouco sobre o ensino por competências e
habilidades, que faz parte da proposta de reforma do EM.
3.2 O ensino por competências e habilidades
O discurso sobre a educação vem mudando nos últimos anos. Incluem-se
nesse novo vocabulário palavras como: competências e habilidades. (KAWAMURA;
HOSOUME, 2003) Como citado anteriormente, o novo ENEM possui uma matriz de
referência que apresenta, além de conteúdos, competências e habilidades que os
estudantes devem possuir para solucionar as questões propostas. Sendo assim,
parte-se do pressuposto que para solucionar determinada situação-problema, o
discente precisa ter determinadas competências e habilidades.
A noção de competência não é clara nos documentos oficiais. Pode-se atribuir
um leque de interpretações quanto à noção de competências. (RICARDO, 2005) É
importante frisar que:
Há uma grande discussão na literatura atual sobre o que sejam competências, o que sejam habilidades. Talvez não seja necessário um aprofundamento desses conceitos, mesmo porque são controvertidos e permitem entendimentos diferentes. Uma opção ao rigor de definições teóricas consiste em, sempre que possível, fazer uso de exemplos concretos, estabelecendo através da prática uma linguagem comum. (KAWAMURA; HOSOUME, 2003, p.24)
Nesse sentido, em nossa pesquisa também analisamos as questões
agrupadas por competências e habilidades, e consideramos plausível apresentar
algumas definições sobre tais conceitos. Optamos por apresentar definições de
documentos/autores em que se apoiam o ENEM e novo ENEM. Em nosso trabalho
utilizamos as competências e habilidades citadas na matriz de referência para o
novo ENEM (2009).
A seguir apresentamos as definições de competência e habilidade dada
segundo o documento básico do ENEM:
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Competências são as modalidades estruturais da inteligência, ou melhor, ações e operações que utilizamos para estabelecer relações com e entre objetos, situações, fenômenos e pessoas que desejamos conhecer. As habilidades decorrem das competências adquiridas e referem-se ao plano imediato do ‘saber fazer’. Por meio das ações e operações, as habilidades aperfeiçoam-se e articulam-se, possibilitando nova reorganização das competências. (BRASIL, 2002c, p.11).
Após o surgimento do novo ENEM, o INEP não divulgou nenhuma alteração
com relação à definição de competência e habilidade, sendo assim, entendemos que
as definições acima continuam valendo para o novo ENEM. Lembrando que no novo
ENEM surgem mais habilidades que no velho ENEM e também novas competências
aparecem. Reiteramos que no novo ENEM, as antigas competências passaram a
ser chamadas de eixos cognitivos. Entretanto, em uma explicação sobre o
ENCCEJA, o INEP até coloca que “as competências do sujeito são eixos cognitivos
que, referem-se também ao domínio de linguagens, compreensão de fenômenos,
enfrentamento e resolução de situações-problema, capacidade de argumentação e
elaboração de propostas.” (BRASIL, 2011b, p.1)
Perrenoud é um dos grandes inspiradores dos criadores do ENEM. (PRIMI et
al, 2001) Sendo assim, apresentaremos aqui como este autor define competência.
Perrenoud afirma que:
um especialista é competente porque simultaneamente: (a) domina, com muita rapidez e segurança, as situações mais comuns, por ter à sua disposição esquemas complexos que podem entrar imediata e automaticamente em ação, sem vacilação ou reflexão real; (b) é capaz de, com um esforço razoável de reflexão, coordenar e diferenciar rapidamente seus esquemas de ação e seus conhecimentos para enfrentar situações inéditas (PERRENOUD apud PRIMI et al, 2001, p.157).
Para Perrenoud, competência significa duas coisas juntas: a capacidade de
mobilização do conhecimento frente a uma situação problema e também a erudição.
(PRIMI et al, 2001)
Ainda segundo Perrenoud:
Define-se uma competência como a aptidão para enfrentar uma família de situações análogas, mobilizando de uma forma correta, rápida, pertinente e criativa, múltiplos recursos cognitivos: saberes, capacidades, microcompetências, informações, valores, atitudes, esquemas de percepção, de avaliação e de raciocínio. (PERRENOUD apud RICARDO, 2005, p.147)
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Com relação à habilidade, Perrenoud afirma que:
Em um certo sentido, a habilidade é uma “inteligência capitalizada”, uma sequência de modos operatórios, de analogias, de intuições, de induções, de deduções, de transposições dominadas, de funcionamentos heurísticos rotinizados que se tornam esquemas mentais de alto nível ou tramas que ganham tempo, que “inserem” a decisão. (PERRENOUD apud RICARDO, 2005, p.158)
Como o novo ENEM é baseado em um ensino por competência, uma vez que
se ancora em uma matriz de referência que traz competências e habilidades a
serem testadas, além de conteúdos, é relevante o professor procurar praticar um
ensino baseado em proporcionar aos estudantes a aquisição de determinadas
competências e habilidades. Esta postura se insere na política educacional atual.
Um ensino baseado em competências e habilidades, não significa deixar de
trabalhar os conteúdos relevantes. Perrenoud afirma que: “uma abordagem por
competências determina o lugar dos conhecimentos – eruditos ou não – na ação:
eles constituem recursos, frequentemente determinantes, para identificar e resolver
problemas, para preparar e para tomar decisões”. (PERRENOUD apud RICARDO,
2005, p.155) Em síntese, “as competências não se opõem aos saberes, mas ao
acúmulo de informações e de pré-requisitos fragmentados como fim.” (RICARDO,
2005, p.154)
Nos livros didáticos do EM há uma série de conteúdos de Física. Muitas
vezes impossíveis de serem trabalhados em sua totalidade, principalmente em
escolas que operam em carga horária mínima. Sendo assim, em um ensino pautado
em competências deve-se fazer a escolha dos conteúdos mais relevantes para
serem trabalhados de maneira sólida e profunda. Isto corrobora com Perrenoud, que
explicita que deve se escolher os conteúdos “ousando extrair o essencial, para não
se perder no labirinto dos conhecimentos”. (PERRENOUD apud RICARDO, 2005,
p.156) Esta fala de Perrenoud corrobora também com um dos autores dos PCNs.
(RICARDO, 2005) De acordo com os PCN+:
O vasto conhecimento de Física, acumulado ao longo da história da humanidade, não pode estar todo presente na escola média. Será necessário sempre fazer escolhas em relação ao que é mais importante ou fundamental, estabelecendo para isso referências apropriadas. (BRASIL, 2002b, p.61)
47
Concordando com Perrenoud, Ricardo (2005) diz que:
Com isso, fica claro que as competências não esvaziam a escola de conteúdos, ao contrário, estes passam a ser trabalhados com mais profundidade e com significado para os alunos, pois têm relação com alguma situação para a qual são instrumentos fundamentais na busca de soluções. Também não implica abandonar as disciplinas rumo a uma unificação, mas em aproveitá-las melhor, fazendo com que as especializações evitem a superficialidade na abordagem de qualquer situação-problema. O que se pretende é fugir de uma pedagogia centrada unicamente nos conhecimentos disciplinares, desconsiderando-se o projeto de formação de um sujeito coletivo. Essa era uma das preocupações de alguns dos autores dos Parâmetros Curriculares quando se colocavam a pergunta: quem é esse homem que eu quero formar? (RICARDO, 2005, p.156-157)
Percebemos um novo ENEM, aliando competências a conteúdos. Como
dissemos em capítulo anterior, reiteramos que achamos excessiva a lista de
conteúdos explicitada para o ensino de Física para o novo ENEM. Se a mesma não
for reduzida, o que o professor pode fazer é selecionar os conteúdos mais
relevantes dentro da sua realidade escolar. Para esta escolha de conteúdos mais
relevantes, o docente pode se basear também em nossa análise feita no capítulo 5,
em que apresentamos temas relativos à Física mais abordados nas quatro primeiras
provas do novo ENEM. O docente pode se basear também em temas das categorias
emergentes de nossa análise das questões agrupadas por competência no quinto
capítulo. Pode-se escolher primeiramente que competências e habilidades se quer
desenvolver no aluno, dentro do tempo disponível na sua realidade escolar, e
posteriormente pode-se fazer a escolha de conteúdos que contribuem para o
desenvolvimento de tal competência/habilidade.
Os PCN afirmam que: “o currículo deve ser articulado em torno de eixos
básicos orientadores da seleção de conteúdos significativos, tendo em vista as
competências e habilidades que se pretende desenvolver no Ensino Médio.”
(BRASIL, 2002a, p.30) Logo, os PCN defendem um EM baseado no domínio de
competências básicas pelo estudante, ao invés de mero acúmulo de informações.
Os PCN concordam que:
as competências não eliminam os conteúdos, pois não é possível desenvolvê-las no vazio. Elas apenas norteiam a seleção dos conteúdos, visto que o importante na educação básica não é a quantidade de informações, mas a capacidade de lidar com elas através de processos que impliquem sua apropriação e comunicação, e, principalmente, sua produção
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ou reconstrução a fim de que sejam transpostas a situações novas. (PEIXOTO; LINHARES, 2010, p.4)
Ao invés de uma lista exclusiva de conteúdos, para um novo ensino de Física,
os PCNs apresentam um conjunto de temas e unidades temáticas como sugestão
para o professor explorar em suas aulas. Os PCN+ apresentam um conjunto de
temas estruturadores que procuram articular conteúdos com competências
apontando para novas práticas pedagógicas. (BRASIL, 2006) Os temas sugeridos
são:
Tema 1: Movimento, variações e conservações (unidades temáticas: fenomenologia cotidiana, variação e conservação da quantidade de movimento, energia e potência associadas aos movimentos, equilíbrios e desequilíbrios). Tema 2: Calor, ambiente e usos de energia (unidades temáticas: fontes e trocas de calor, tecnologias que usam calor: motores e refrigeradores, o calor na vida e no ambiente, energia: produção para uso social). Tema 3: Som, imagem e informação (unidades temáticas: fontes sonoras, formação e detecção de imagens, gravação e reprodução de sons e imagens, transmissão de sons e imagens). Tema 4: Equipamentos elétricos e telecomunicações (unidades temáticas: aparelhos elétricos, motores elétricos, geradores, emissores e receptores). Tema 5: Matéria e radiação (unidades temáticas: matéria e suas propriedades, radiações e suas interações, energia nuclear e radioatividade, eletrônica e informática). Tema 6: Universo, Terra e vida (unidades temáticas: Terra e sistema solar, o universo e sua origem, compreensão humana do universo).(BRASIL, 2006, p.57)
O professor ao trabalhar com estes temas estruturadores pode eleger
conteúdos que sejam significativos. Conforme os PCN+ são previstas competências
específicas para cada unidade temática e temas sugeridos. Estas competências
“apontam o objetivo da aprendizagem e servem de parâmetro para o professor
avaliar suas práticas em sala de aula e verificar se está atingindo as competências
almejadas.” (BRASIL, 2006, p.57)
As OCEM trazem que:
As Diretrizes Curriculares têm sido pouco discutidas na escola, e os PCN e os PCN+ sofreram por não apresentarem uma lista de conteúdos para as disciplinas curriculares, o que certamente facilitaria a vida do professor, mas contrariaria a essência da proposta. Os professores “usuários” devem compreender a proposta e suas características e apossar-se dela desenvolvendo um projeto pedagógico consistente com sua escola, suas realidades e suas possibilidades de implementação.
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Deve ficar bem claro para todos os professores que os PCN e os PCN+ não são um projeto de ensino preparado para ser diretamente aplicado em sala de aula, assim como tampouco o é este documento. (BRASIL, 2006, p.54-55)
Melhorar o ensino de Física faz parte de uma mudança maior que é a reforma
do EM. Interpretando os PCNs percebemos que um dos pontos principais desejados
para a reestruturação do ensino de Física é procurar promover o desenvolvimento
de determinadas competências e habilidades nos estudantes. A própria matriz de
referência do novo ENEM retrata isso, ao trazer, além de objetos de conhecimento,
um conjunto de competências e habilidades que se espera do concluinte da
educação básica. Isso reforça a importância em se procurar instruir os professores
dessa nova tendência do ensino de Física, um ensino que deseja formar pessoas
com determinadas competências e habilidades que vão legitimar o ser cidadão.
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4 TRABALHOS RELACIONADOS À FÍSICA NO ENEM/NOVO ENEM
O objetivo deste capítulo é apresentar uma síntese do que tem sido
pesquisado sobre a Física nas provas do velho e novo ENEM até o presente
momento, com o intuito de contribuir com informações/orientações aos docentes de
Física sobre o ENEM. Buscamos os trabalhos presentes nos acervos virtuais da
internet, e, sobretudo em bases de dados específicas da CAPES.
Encontramos desta maneira alguns artigos de pesquisa sobre Física e ENEM
e também Física e novo ENEM, publicados em revistas eletrônicas ou apresentados
em congressos/encontros de pesquisa em ensino de Física. Dividimos os trabalhos
encontrados em três grupos: trabalhos relacionados ao velho ENEM, os que
comparam o velho e o novo ENEM em algum ponto e os relacionados ao novo
ENEM exclusivamente.
A divisão se encontra no Quadro 1 a seguir:
Quadro 1- Divisão dos trabalhos envolvendo Física n o ENEM/novo ENEM (continua)
Grupos Trabalhos2
Física no velho
ENEM
SILVA, Ana Maria Marques; PRESTES, Rosangela Ferreira. Conhecimentos de física nas questões do exame nacional do ensino médio . In: SIMPÓSIO NACIONAL DE ENSINO DE FÍSICA,18, 2009, Vitória-ES. FERNANDES, Simone A.; MOREIRA, José Guilherme; FILGUEIRA, Valmária Gomes. Proposta de classificação de questões de física: I – quanto à contextualização. In: SIMPÓSIO NACIONAL DE ENSINO DE FÍSICA,16, 2005, Rio de Janeiro-RJ. PEIXOTO, Karla Cynthia Quintanilha da Costa; MARTINS, Renata Lacerda Caldas; LINHARES, Marília Paixão. Um olhar investigativo sobre as questões do ENEM que abordam a física . In: SIMPÓSIO NACIONAL DE ENSINO DE FÍSICA, 18, 2009, Vitória-ES.
Física no
velho/novo
ENEM
PEIXOTO, Karla Cynthia Quintanilha da Costa; LINHARES, Marília Paixão. Novo ENEM: o que mudou? Uma investigação dos conceitos de física abordados no exame. In: ENCONTRO DE PESQUISA EM ENSINO DE FÍSICA, 12, 2010, Águas de Lindóia-SP.
2 As referências completas com os links onde se encontram disponíveis os trabalhos estão nas
referências finais da dissertação.
51
(conclusão)
Grupos Trabalhos
Física no
velho/novo
ENEM
GUARIGLIA, Carlos Eduardo; VIGGIANO, Esdras; MATTOS, Cristiano. Categorias de questões sobre energia no ENEM . In: ENCONTRO NACIONAL DE PESQUISA EM EDUCAÇÃO EM CIÊNCIAS, 7, 2009, Florianópolis-SC.
Física no novo
ENEM
PINHEIRO, Nathan Carvalho; OSTERMANN, Fernanda. Uma análise comparativa das questões de física no novo ENEM e em provas de vestibular no que se refere aos conceitos de interdisciplinaridade e de Contextualização . In: ENCONTRO DE PESQUISA EM ENSINO DE FÍSICA, 12, 2010, Águas de Lindóia-SP.
Fonte: Dados da pesquisa.
A seguir apresentamos resumidamente o que contém esses trabalhos
seguindo respectivamente a ordem dos grupos da tabela anterior.
O trabalho de Silva e Prestes (2009) estuda as questões do velho ENEM que
contém Física em sua formulação nas edições de 2006, 2007 e 2008. Segundo os
autores, o seguinte problema de pesquisa se configurou para a realização do
trabalho: “Em que medida os conteúdos de Física ensinados pelas escolas de
Ensino Médio fornecem subsídios para que os estudantes sejam bem avaliados pelo
ENEM?” (SILVA; PRESTES, 2009, p.2)
No trabalho de Silva e Prestes (2009), a análise das questões do ENEM foi
realizada nas dimensões linguístico-cognitiva, científica, tecnológica, social e das
interações Ciência, Tecnologia, Sociedade e Ambiente (CTSA). “O instrumento de
análise foi baseado nas dimensões de análise de artigos de divulgação científica
apresentadas por Silva (2005), com modificações dos atributos de cada dimensão.”
(SILVA; PRESTES, 2009, p.3) Na dimensão científica, a análise mostrou que as
questões de 2006 a 2008 que abordam conhecimentos de Física utilizam
principalmente o conceito de energia em suas diversas formas e suas
transformações, inclusive abordando fenômenos de interação da radiação
eletromagnética com a matéria e aspectos de Física nuclear. Segundo os autores,
as questões do ENEM de 2006 a 2008 não cobram conteúdos geralmente
52
trabalhados no ensino médio e fundamental. De acordo com os autores, neste
período do ENEM, em nenhuma questão analisada os conceitos de aceleração,
força, carga elétrica são utilizados.
O fato citado anteriormente mostra uma diferença de exames anteriores do
ENEM em relação ao novo ENEM. Nas provas do novo exame, que estudamos,
encontramos questões que envolvem aceleração e força. Indicação que concorda
também com Peixoto e Linhares (2010) que afirmam que no novo ENEM há a
abordagem de mais conteúdos de Física do que no velho ENEM.
Silva e Prestes (2009) constataram que nenhuma destas questões estudadas
do velho ENEM apresentou características de natureza social. Os autores se
mostraram preocupados com o fato, uma vez que os PCN consideram importante o
aluno “compreender as ciências da natureza como construções humanas e a relação
entre conhecimento científico-tecnológico e a vida social e produtiva...” (BRASIL
apud SILVA; PRESTES, 2009, p.5) Desta maneira, percebemos com este estado da
arte, que há pontos em que no velho ENEM não há sintonia com os PCN.
Silva e Prestes (2009) constataram também que a representação quantitativa,
com o uso de gráficos e tabelas, é a mais utilizada nas questões das edições
estudadas. Observaram ainda que em 60% dos itens são apresentados aspectos
relacionados a uma dimensão tecnológica da ciência, sem abordar a relevância dos
profissionais no gerenciamento da atividade tecnológica e na manipulação dos
equipamentos. De acordo com estes pesquisadores, 56% das questões analisadas
abordam aspectos ligados a relações entre Ciência-Tecnologia-Sociedade-Ambiente
(CTSA).
Pereira e Raphael (2002) citados por Silva e Prestes (2009) fazem críticas ao
fato do velho ENEM cobrar poucos conteúdos de Física e de outras matérias.
Alertam que a prova desta maneira, pode-se tornar uma referência para os
programas a serem adotados pelas escolas. Atualmente, acreditamos que estas
críticas podem ser minimizadas no que diz respeito à Física, uma vez que, no novo
ENEM, mais conteúdos de Física são evocados em comparação ao velho ENEM.
Além disso, reiterando que o novo ENEM traz uma lista de conteúdos a serem
cobrados integrados com habilidades e competências.
O trabalho de Peixoto, Martins e Linhares (2009) identifica questões do
ENEM, nas edições dos anos de 2005, 2006, 2007 e 2008, que envolvem a
disciplina de Física. Apresentam um resumo dos conteúdos abordados nestes
53
exames. Procuram apresentar também sugestões de como inserir estas questões na
escola como questões abertas. Fizeram os seguintes questionamentos para análise
das questões: “Que competências e habilidades estão sendo requeridas pelo
exame? Que competências e habilidades estão sendo desenvolvidas no educando
no decorrer da sua escolaridade básica? Por que as médias de desempenho
alcançadas são tão baixas?” (PEIXOTO; MARTINS; LINHARES, 2009, p.4) Estes
pesquisadores notaram que na edição de 2008 o exame enfocou a Questão
Ambiental como o fio condutor das questões interdisciplinares do exame.
Estes autores apresentam o Quadro 2 a seguir, em que aparecem os temas
envolvendo a Física, abordados nas edições do ENEM de 2005 a 2008.
Quadro 2 - Síntese dos conteúdos relacionados à Fís ica presente no ENEM em 2005, 2006, 2007 e 2008.
(continua) GRANDES
TEMAS CONCEITOS ESPECÍFICOS
Fases da lua Astronomia Constelações
Identificação de força física
Força centrípeta
Transformação de energia (3)
Consumo de energia elétrica
(4)
Funcionamento de usinas
nucleoelétricas.
Combustível nuclear
Impactos ambientais
Eficiência das usinas
Eficiência energética
Fonte alternativa
Usina maremotriz
Recursos Radiação Aquecedor
de água
Solar Chuva Usina
hidrelétrica Eólica (2)
Geotérmica Biodiesel
Biomassa
Energia
Renováveis
Bioenergia Álcool
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GRANDES TEMAS
CONCEITOS ESPECÍFICOS
Absorvida
Fator de proteção
(2)
Energia
Ondas eletromagnéticas
Radiação Solar
Explosões Plástico
Eletrônico Produção por
habitante
Lixo Radioativo
Gás natural Fontes alternativas de energia
Xisto pirobetuminoso
Emissão de CO2
Sequestro de carbono
atmosférico
Poluição
Emissão de poluentes
Combustíveis fósseis
Chuva ácida
Ciclo de água (2)
Desequilíbrio dos
processos naturais
Biodiversidade
Desequilíbrio energético
Propriedades térmicas
Meio ambiente
Aquecimento global
Variação da temperatura
Fonte: PEIXOTO; MARTINS; LINHARES, 2009, p.5
Peixoto, Martins e Linhares (2009) afirmam que estas edições do velho ENEM
estudadas apresentam cerca de 10 questões envolvendo Física por ano. No novo
ENEM, constatamos que este número sobe para aproximadamente cerca de 15
questões em média por edição do exame até 2010. Peixoto, Martins e Linhares
(2009) concluíram que nas edições do ENEM de 2005 a 2008 as provas não
abordaram todos os conceitos de Física. Verificação que concorda com o trabalho
de Silva e Prestes (2009) citado anteriormente.
Peixoto, Martins e Linhares (2009) também comentam que questões
envolvendo o tema energia - seu aproveitamento, consumo e impacto - tem sido
bastante abordado nas provas do velho ENEM. Estes autores até dão a seguinte
orientação aos docentes:
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Nesta perspectiva, sugere-se que os docentes passem a inserir o tema Energia no contexto escolar e motivar os educandos para o desenvolvimento de projetos pedagógicos interdisciplinares. O tema é atual e envolve questões econômicas, políticas, sociais e ambientais, abrangendo as disciplinas de Geografia, História e as Ciências. (PEIXOTO; MARTINS; LINHARES, 2009, p.8)
Acreditamos que estas orientações da citação anterior podem ser estendidas
ao novo ENEM, uma vez que verificamos que o mesmo explora também o tema
energia em seus itens. Além disso, verificamos que há no novo ENEM, uma questão
idêntica a que foi cobrada no velho ENEM explorando o tema energia.
Encontramos também o trabalho de Fernandes, Moreira e Filgueira (2005),
que apresenta uma proposta de classificação de questões a partir das formas de
contextualização encontradas em provas de Física dos vestibulares de algumas
universidades e do velho Enem. Procuram levantar indícios de adequação das
provas de vestibular à nova proposta de Ensino de Física levando em consideração
que a contextualização é um aspecto importante na proposta de um novo ensino de
Física. Os autores concluem em seu trabalho que a abordagem contextualizada é
bastante significativa no Enem.
Guariglia, Viggiano e Mattos (2009) analisam questões do ENEM de 2004 a
2008 que abordam o conceito de energia. Neste trabalho, os autores estabelecem
categorias de análise para caracterizar questões do ENEM sobre energia.
Identificando características comuns redundantes, estas categorias são
estabelecidas observando as questões do velho ENEM e procurando fazer uma
comparação com as habilidades presentes na matriz de referência do novo ENEM
para a área Ciências da Natureza e suas Tecnologias. Os autores buscam
características recorrentes nas questões relacionadas ao conceito energia, como por
exemplo, os tipos de energia mais abordados nas questões. Explicitam que os tipos
de energia mais frequentes são: energia química e elétrica. A pergunta de pesquisa
do artigo destes autores é: “Quais categorias podemos definir para caracterizar as
questões do Enem que abordam energia a partir de características de uma leitura
geral dos exames de 2004 a 2008?” (GUARIGLIA; VIGGIANO; MATTOS, 2009 p.4)
Como conclusão de seu artigo, os autores verificam que:
os descritores da Matriz do Novo Enem (BRASIL, 2009) podem ser agrupados em categorias que refletem o estilo das questões desse Exame. Neste sentido, o exame parece ser coerente com a sua proposta, propondo
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questões que se referem com as preocupações políticas e sociais atuais externalizadas no documento oficial. Isto também indica, que apesar da Matriz (BRASIL, 2009) ser elaborada para o ano de 2009, esta reflete uma tendência dos anos anteriores. Além disso, isto indica que o Enem é influenciado pelos PCN e PCN+. (GUARIGLIA; VIGGIANO; MATTOS, 2009 p.11)
Percebemos desta maneira que estes autores verificam uma proximidade da
matriz de referência do novo ENEM com os PCN e PCN+, fato também verificado
por nós em nossa análise das questões agrupadas por competências, como
veremos no capítulo V.
Peixoto e Linhares (2010) investigam a evolução do perfil do ENEM, na área
de Ciências da Natureza, mais pontualmente em Física. Estes autores estudaram a
prova do novo ENEM aplicada em 2009 e fazem uma comparação com as edições
anteriores do exame. Fazem uma análise comparando o ENEM de 2009 com
resultados gerados em pesquisa anterior realizada por Peixoto (2009) que envolveu
as provas do ENEM dos anos de 2005 a 2008. Segundo estes autores, as questões
do novo ENEM/2009 continuam com uma característica forte de contextualização,
enquanto que a abordagem interdisciplinar das questões foi reduzida no novo
exame. Nas questões interdisciplinares do novo ENEM (2009), a integração da
Física, Química e Biologia foi feita através de itens que exploram temas abrangentes
como o meio ambiente. Segundo estes autores, nesta edição foram encontradas 10
questões na prova de ciências da natureza que integraram assuntos decorrentes
das três disciplinas interligadas, através do tema Meio Ambiente.
Esta revisão de literatura também colabora para o surgimento de orientações
aos docentes acerca do novo ENEM. Fica então a dica aos professores, para
trabalharem em suas aulas temas relacionados ao meio ambiente para integrar as
disciplinas de ciências da natureza.
De acordo com os autores do artigo em discussão, “a edição do ENEM/2009
apresentou-se como uma prática de avaliação diferenciada que privilegiou a
verificação de competências e habilidades incluindo a abordagem de mais
conteúdos de Física do que nos anos anteriores.” (PEIXOTO; LINHARES, 2010,
p.10) Estes autores encontraram 14 questões que evidenciam Física na prova de
ciências da natureza do novo exame. 7 questões identificadas foram do campo da
Eletricidade e Magnetismo, outras 4 sobre Termologia, 1 de Mecânica e 2 de
Astronomia. Não há questões de óptica na primeira edição do novo ENEM. Em um
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quadro, para cada um destes campos disciplinares da Física são ainda explicitados
pelos autores as teorias, princípios ou leis e conceitos envolvidos, aplicações
contidas nas 14 questões que evidenciam Física na edição de 2009 (caderno
amarelo). Também consta neste quadro o eixo cognitivo (EC), competência de área
(CA) e habilidade(H) que se enquadra a questão. A seguir o referido Quadro 3, que
serve também como norte aos professores na escolha de conteúdos a serem
trabalhados no ensino médio.
Quadro 3 - Disposição de questões que englobam camp os da disciplina de Física, teorias, princípios ou leis e conceitos env olvidos, aplicações contidas em questões de Ciências da Natureza do ENEM/2009 e seus respectivos EC,
CA e H. (continua)
Ciências da Natureza – Física
Campos disciplinares
Teorias, princípios, leis
Conceitos envolvidos
Aplicações Q EC CA H
Sistema geocêntrico
Movimento planetário
Órbitas dos planetas
5 IV 1 3
Astronomia Leis de Kepler Aceleração da
gravidade Astronautas no
espaço 25 III 6 20
Calor específico Gerador 31 III 6 21
Trocas de calor Compressão/ expansão de
gases
Funcionamento da geladeira
19 II 6 23
Energia solar Usina termossolar Refletores parabólicos
35 III 6 21
Termologia
Dilatação volumétrica
Variação de temperatura
Postos de combustíveis
38 III 6 21
Conversão de energia
Trabalho útil Usina termoelétrica
14 IV 6 21
Corrente elétrica Eficiência energética
Manual de ar condicionado
17 III 6 23
Potência elétrica Instalação elétrica Planta de uma residência
19 III 2 5
Eletricidade e
Magnetismo
Rendimento energético
Eficiência energética
Usina termoelétrica
20 V 6 21
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Ciências da Natureza – Física
Campos disciplinares
Teorias, princípios, leis
Conceitos envolvidos
Aplicações Q EC CA H
Radiação eletromagnética
Exposição/ absorção de
radiação
Filme fotográfico (específico)
30 IV 6 22
Campo eletromagnético
Frequência Tecnologia de celulares
(CDMA/GSM)
32 III 6 21
Eletricidade e
Magnetismo
Circuito elétrico Intensidade luminosa
Iluminação de palco
44 III 2 5
Mecânica Movimento circular
Velocidade/ aceleração
Trens-balas 18 II 6 20
Fonte: PEIXOTO; LINHARES, 2010, p.8-9
No Quadro 3 anterior foram destacados “conceitos específicos de Física
encontrados nestas 14 questões, assumindo a perspectiva dos documentos oficiais
para o EM.” (PEIXOTO; LINHARES, 2010, p.8)
Estes pesquisadores também apresentam, no Quadro 4 a seguir, assuntos
envolvidos em questões interdisciplinares do ENEM/2009 que abordam o tema Meio
Ambiente associados à subtemas e respectivos EC, CA e H.
Quadro 4 - Assuntos envolvidos em questões interdis ciplinares do ENEM/2009 que abordam o tema Meio Ambiente associados à subte mas e respectivos EC,
CA e H. (continua)
Meio Ambiente
Subtemas Assuntos envolvidos nas
questões de C.N.
Aplicações Q EC CA H
Ciclo de CO2 7 IV 3 12
Combustíveis fósseis
Emissão de CO2
43 III 5 17
Efeito estufa
Aquecimento global
Gases poluentes/ desmatamento
1 IV 3 12
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Meio Ambiente
Subtemas Assuntos envolvidos nas
questões de C.N.
Aplicações Q EC CA H
Tóxico: Pilhas e baterias
(descarte).
23 IV 5 19
Poluição
Lixo Orgânico: Reciclagem
(adubo).
34 IV 3 8
Usinas
Consumo energético (elevado)
8 III 6 23
Impactos Pavimentação de rodovias
Fragmentação de habitats e fluxos
aquíferos
13 V 1 2
Fotossíntese Conversão de energia
Energia solar 11 II 7 26
Umidade relativa do ar
Atmosfera Temperatura e pressão
24 III 5 17
Mudanças climáticas
Períodos glaciais Adaptações 9 II 3 9
Fonte: PEIXOTO; LINHARES, 2010, p.7
Outra conclusão destes pesquisadores é que:
A antiga matriz do ENEM continha a mesma base da matriz apresentada pelos PCNEM, sem explicitar disciplinas ou AC. As competências e habilidades eram mais gerais. Na matriz reformulada são apresentados os EC que são amplos e se aplicam em todas as AC, além de competências e habilidades de cada área, de caráter mais específico. A nova matriz inclui Objetos de conhecimentos associados às Matrizes de Referências. No caso específico da Física, reconhecemos que a disposição dos objetos, que são conteúdos da disciplina, obedece à mesma lógica dos PCN+ (BRASIL, PCN+, 2002), com os Temas Estruturadores. (PEIXOTO; LINHARES, 2010, p.6)
Também concluem que:
60
[...] o atual formato do ENEM, no caso específico da Física, exige que os alunos tenham desenvolvido competências para compreender como os princípios físicos podem explicar fenômenos do cotidiano. Por isso acreditamos no potencial do exame como um instrumento que pode auxiliar, além da verificação, a promoção das aprendizagens dos estudantes. (PEIXOTO; LINHARES, 2010, p.11)
Pinheiro e Ostermann (2010) estudaram as duas provas do novo ENEM de
2009 (prova extraviada e prova oficialmente aplicada), focalizando na questão do
grau de interdisciplinaridade nas provas de ciências da natureza e também na
análise do grau de contextualização das questões do exame que envolveu Física.
Os autores comparam também a prova do novo ENEM com provas de Física do
vestibular tradicional da UFRGS(Universidade Federal do Rio Grande do Sul).
Segundo os autores, o trabalho se deu em duas etapas: Primeiramente estudaram a
composição disciplinar e a interdisciplinaridade nas duas provas de Ciências da
Natureza do novo ENEM divulgadas pelo MEC em 2009 e posteriormente,
comparam as questões referentes à Física nessas provas com duas provas de
Física do vestibular da UFRGS dos anos de 2009 e 2010. Comparam os exames
estudando a forma como cada prova aborda a contextualização e a importância
atribuída a diferentes áreas da Física.
Pinheiro e Ostermann (2010) apresentam em seu artigo uma tabela (TAB.1)
que mostra a frequência de questões de Física em cada sub-área da mesma nas
duas provas do ENEM de 2009 e provas do vestibular de 2009 e 2010 da UFRGS.
Tabela 1 - Número de questões por sub-área da Físic a nas duas provas do ENEM de 2009
Total de questões de Física
Mecânica Ondulatória e ótica
Termodinâmica Eletromagnetismo Física moderna
Enem 2009
19 3 1 6 5 2
ENEM cancelado
16 6 3 6 4 2
UFRGS 2010
25 9 5 4 5 3
UFRGS
2009
25
7
5
4
8
3
Fonte: PINHEIRO; OSTERMANN, 2010, p.9
61
Observando a tabela dos autores (TAB.1), percebemos uma tendência do
novo ENEM em privilegiar mais a sub-área da Termodinâmica nas duas primeiras
provas do novo ENEM. Como veremos no capítulo V desta dissertação, esta
tendência também se confirmou em nossa análise, quando estudamos as 4
primeiras provas do novo exame.
Pinheiro e Ostermann (2010) concluíram que os contextos privilegiados pelo
ENEM em 2009 estão ligados a aplicações tecnológicas e a problemas ambientais e
sociais. Constataram que nas provas de 2009 cerca de 90% das questões de
ciências da natureza são contextualizadas. Estes pesquisadores também concluíram
que a maioria das questões de ciências da natureza do novo ENEM/2009 não são
interdisciplinares, apenas 25,5 % das questões da prova de ciências da natureza
são interdisciplinares. Indicação que vai à direção do trabalho de Peixoto e Linhares
(2010) que apontou uma redução das questões interdisciplinares na transição do
velho para o novo ENEM. Uma hipótese nossa, é que a partir da edição do ENEM
de 2010 ocorra um aumento do número de itens interdisciplinares, uma vez que de
acordo com a nota de aprovação da matriz para o Enem 2009:
Por recomendação da reunião, a partir da edição de 2010, os conhecimentos de Física, Química e Biologia, associados à matriz de referência de Ciências da Natureza e suas Tecnologias, devem expressar integração crescente entre as três áreas, adequando-se à perspectiva interdisciplinar das competências e habilidades adotadas na matriz de referência correspondente. (BRASIL, 2009c, p.1)
Esta nossa hipótese deve ser verifica por uma posterior pesquisa nas edições
do novo ENEM a partir de 2010.
Apresentamos a seguir o Gráfico 1 elaborado por Pinheiro e Ostermann
(2010), que mostra o percentual de interdisciplinaridade nas questões de ciências da
natureza das provas do ENEM de 2009.
62
Gráfico 1 - Grau de interdisciplinaridade das quest ões de ciências da natureza das provas de 2009 do ENEM.
Fonte: PINHEIRO; OSTERMANN, 2010, p.9
Como veremos no capítulo V, nossa análise das questões está focada no
novo ENEM. Partimos de uma análise mais geral e posteriormente desenvolvemos
uma análise mais particular, agrupando os itens por competência. No que se refere a
nossa análise mais geral, esta se aproxima um pouco dos dois últimos trabalhos
citados neste capítulo. Esta aproximação ocorre na medida em que também
agrupamos os itens por grandes temas da Física, com o intuito de verificar os
assuntos mais abordados e menos abordados no novo exame. No nosso caso, o
fizemos para uma amostra de provas maior em comparação com os outros trabalhos
citados anteriormente.
Nosso trabalho se diferencia dos demais principalmente na parte em que
fazemos um estudo mais particular das questões, agrupando os itens que
evidenciam alguma Física por competência, com o intuito de verificar o que
caracterizam as questões do novo ENEM que exploram determinada competência e
habilidade. Outra distinção é que nosso trabalho averigua quais questões podem ser
solucionadas com o uso de modelos matemáticos da Física (fórmulas) e também
analisa se cada item explora apenas um ramo da Física ou mais de um.
A seguir apresentamos a nossa análise mais geral dos itens e posteriormente
a análise mais particular. Além disso, acrescentamos mais orientações aos docentes
acerca do novo ENEM durante o processo de análise.
63
5 METODOLOGIA DE ANÁLISE DAS QUESTÕES E ORIENTAÇÕES AOS
PROFESSORES
O foco de nosso trabalho é o novo Enem, sendo assim, nossa pesquisa
qualitativa selecionou as quatro primeiras provas de ciências da natureza do novo
exame. Selecionamos a prova que vazou em 2009, a prova oficialmente aplicada em
2009 (caderno azul), a primeira versão da prova aplicada em 2010(caderno amarelo)
e por fim a última versão aplicada em 2010(caderno azul).
A grande área do conhecimento de ciências da natureza é formada pela
Biologia, Química e Física. As questões na prova não estão separadas por
disciplina. Desse modo, procuramos olhar para as provas e selecionar as questões
que continham alguma Física abordada. Para as quatro provas analisadas,
encontramos um total de 65 questões que trabalham alguma Física.
Primeiramente apresentaremos uma classificação mais geral destas questões
em algumas dimensões de análise e em seguida empreenderemos uma análise
mais particular das questões agrupando-as por Competência.
5.1 Estudo geral das questões do novo ENEM em algum as dimensões de
análise
Empreendemos primeiramente uma análise olhando para todas as questões
que continham alguma Física no exame nas duas dimensões de análise a seguir:
a) grau de quantificação da questão;
b) conteúdo de Física abordado nas questões.
5.1.1 Classificação das questões na primeira dimensão de análise
Observando atentamente os enunciados das questões e suas possíveis
soluções (quadros disponíveis em apêndice) percebemos que as questões podiam
ser agrupadas em dois grupos para a primeira dimensão de análise:
x) Questão qualitativa;
y) Questão quantitativa.
64
A seguir apresentamos a delimitação destes grupos.
5.1.1.1 Questão qualitativa
Neste grupo colocamos as situações-problema que não necessitam de
cálculos para a sua solução ou algum formalismo matemático. Como exemplo de
uma questão que se enquadra neste grupo citamos o teste Q49-P2ªap103 a seguir,
em que o estudante tem que identificar o que determina a mudança da posição da
sombra de uma árvore ao longo do dia.
Exemplo: Q49-P2ªap10
Os quadrinhos mostram, por meio da projeção da sombra da árvore e do menino, a sequência de períodos do dia; matutino, meio-dia e vespertino, que é determinada:
A) pela posição vertical da árvore e do menino. B) pela posição do menino em relação a árvore C) pelo movimento aparente do sol em torno da terra D) pelo fuso horário específico de cada ponto da superfície da terra E) pela estação do ano, sendo que no inverno os dias são mais curtos que no verão.
5.1.1.2 Questão quantitativa
São questões que exigem do solucionador cálculos ou o uso de algum
formalismo matemático para a solução. Em sua maioria são problemas que podem
ser resolvidos com o uso de fórmulas de Física. A seguir apresentamos um exemplo
de questão quantitativa enquadrada neste grupo:
3 Q=questão; 49=n° da questão; P= prova; ap= aplicaçã o; 10= ano de aplicação(2010)
65
Exemplo: Q26-P09V 4
Os motores elétricos são dispositivos com diversas aplicações, dentre elas, destacam-se aquelas que proporcionam conforto e praticidade para as pessoas. É inegável a preferência pelo uso de elevadores quando o objetivo é o transporte de pessoas pelos andares de prédios elevados. Nesse caso, um dimensionamento preciso da potência dos motores utilizados nos elevadores é muito importante e deve levar em consideração fatores como economia de energia e segurança. Considere que um elevador de 800 kg, quando lotado com oito pessoas ou 600 kg, precisa ser projetado. Para tanto, alguns parâmetros deverão ser dimensionados. O motor será ligado à rede elétrica que fornece 220 volts de tensão. O elevador deve subir 10 andares, em torno de 30 metros, a uma velocidade constante de 4 metros por segundo. Para fazer uma estimativa simples da potência necessária e da corrente que deve ser fornecida ao motor do elevador para ele operar com lotação máxima, considere que a tensão seja contínua, que a aceleração da gravidade vale 10 m/s2 e que o atrito pode ser desprezado. Nesse caso, para um elevador lotado, a potência média de saída do motor do elevador e a corrente elétrica máxima que passa no motor serão respectivamente de (A) 24 kW e 109 A. (B) 32 kW e 145 A. (C) 56 kW e 255 A. (D) 180 kW e 818 A. (E) 240 kW e 1090 A.
A tabela 2 a seguir apresenta a distribuição das questões nos dois grupos e a
contagem frequencial.
Tabela 2 - Distribuição das questões nos grupos qua litativa e quantitativa Grupos (Questões) F %
Qua
litat
iva
Q31-P09A; Q80-P1ªap10; Q58-P2ªap10; Q67-P2ªap10; Q5-P09A; Q46-P1ªap10; Q54-p2ªap10; Q25-P09V; Q18-P09A; Q35-P09V; Q14-P09A; Q81-P2ªap10; Q70-P2ªap10; Q32-P09A; Q52-P1ªap10; Q17-P09V; Q42-P09V; Q60-P1ªap10; Q87-P1ªap10; Q48-P2ªap10; Q10-P09V; Q8-P09A; Q57-P1ªap10; Q40-P09V; Q24-P09A; Q48-P1ªap10; Q58-P1ªap10; Q75-P1ªap10; Q57-P2ªap10; Q86-P2ªap10; Q27-P09A; Q53-P1ªap10; Q83-P1ªap10; Q49-P2ªap10; Q65-P2ªap10; Q90-P2ªap10; Q1-P09V; Q13-P09V; Q28-P09V; Q34-P09V; Q39-P09A; Q85-P2ªap10; Q19-P09V; Q33-P09V; Q20-P09A.
45
69%
Qua
ntita
tiva
Q26-P09V; Q19-P09A; Q45-P09A; Q47-P1ªap10; Q84-P2ªap10; Q23-P09V; Q70-P1ªap10; Q37-P09V; Q18-P09V; Q31-P09V; Q72-P1ªap10; Q64-P2ªap10; Q32-P09V; Q17-P09A; Q45-P09V; Q30-P09A; Q35-P09A; Q38-P09A; Q44-P09V; Q29-P09A.
20
31%
P= Prova; V=Vazou; A=Aplicada; ap= aplicação; Q =Questão ; 09=Ano de 2009; 10=ano de 2010; F=frequência de aparição
Fonte: Dados da pesquisa.
4 Q=questão; 26=n° da questão; P=prova; 09= ano de a plicação (2009); V= vazou.
66
Para melhor visualização, apresentamos o Gráfico 2 a seguir:
Gráfico 2 - Porcentagem de questões qualitativas e quantitativas
Fonte: Dados da pesquisa.
Pela análise feita anteriormente é possível inferir que no novo ENEM
predominam as questões qualitativas sobre as quantitativas, até a edição de 2010
do exame. A maior parte das questões cobra uma Física mais conceitual, sem
necessidade de cálculos matemáticos/aplicação de fórmulas. Todavia, orientamos
os professores de Física que os cálculos não deixam de aparecer nos itens de Física
do novo ENEM, afinal 31% das questões do novo exame necessitam de algum
formalismo matemático e, ademais, o formalismo é parte integrante da ciência
Física. Indicamos que a Física deve ser trabalhada sob os dois aspectos: qualitativo
e quantitativo.
Não encontramos na literatura uma contagem das questões do velho ENEM
nessa dimensão de análise do grau de quantificação dos itens que evidenciam
Física, para sabermos se há diferenças neste aspecto entre o velho e o novo ENEM.
Pelo contato com algumas provas do velho ENEM, nos parece que o percentual de
questões quantitativas envolvendo Física era bem menor do que na nova prova.
Para verificação desta hipótese, pode ser feito em um trabalho futuro a extensão
desta dimensão de análise e respectiva contagem frequencial para itens do velho
exame.
Fizemos também uma separação das questões quantitativas no novo ENEM
em duas sub-classes:
67
a) questões quantitativas com a explicitação no enunciado de fórmulas
matemáticas envolvidas;
b) questões quantitativas sem a explicitação de fórmulas matemáticas.
Fazendo a separação dos itens nestas sub-classes, obtemos a Tabela 3 a
seguir:
TABELA 3 - Distribuição das questões nas sub-classe s a e b.
Sub-
classes
Questões Total %
a)
Q44-P09V
1
5%
b)
Q26-P09V; Q19-P09A; Q45-P09A; Q47-P1ªap10; Q84-P2ªap10; Q23-P09V; Q70-P1ªap10; Q37-P09V; Q18-P09V; Q31-P09V; Q72-P1ªap10; Q64-P2ªap10; Q32-P09V; Q17-P09A; Q45-P09V; Q30-P09A; Q35-P09A; Q38-P09A; Q29-P09A.
19
95%
P= Prova; V=Vazou; A=Aplicada; ap= aplicação; Q=Q uestão ; 09=Ano de 2009; 10=ano de 2010
Fonte: Dados da pesquisa.
Dentre as questões quantitativas, apenas uma questão apresentou a fórmula
de Física no enunciado para a solução da questão. Grande parte das questões
quantitativas do novo ENEM podem ser solucionadas com o uso de fórmulas,
confirmando a importância do formalismo matemático no ensino de Física. Por
exemplo, a assimilação da equação que calcula a dilatação volumétrica contribui
para a solução da questão a seguir, cobrada no exame aplicado em 2009:
Exemplo : Q38-P09A- Durante uma ação de fiscalização em postos de combustíveis, foi encontrado um mecanismo inusitado para enganar o consumidor. Durante o inverno, o responsável por um posto de combustível compra álcool por R$ 0,50/litro, a uma temperatura de 5 °C. Para revender o líquido aos motoristas, instalou um mecanismo na bomba de combustível para aquecê-lo, para que atinja a temperatura de 35 °C, sendo o lit ro de álcool revendido a R$ 1,60. Diariamente o posto compra 20 mil litros de álcool a 5ºC e os revende.
Com relação à situação hipotética descrita no texto e dado que o coeficiente de dilatação volumétrica do álcool é de 1×10-3 ºC-1, desprezando-se o custo da energia gasta no aquecimento do combustível, o ganho financeiro que o dono do posto teria obtido devido ao aquecimento do álcool após uma semana de vendas estaria entre
A) R$ 500,00 e R$ 1.000,00. B) R$ 1.050,00 e R$ 1.250,00.
68
C) R$ 4.000,00 e R$ 5.000,00. D) R$ 6.000,00 e R$ 6.900,00. E) R$ 7.000,00 e R$ 7.950,00.
De acordo com o documento básico do ENEM (2002), não era exigido no
velho exame a memorização de fórmulas. Se houvesse a necessidade de alguma
equação, a mesma seria colocada no enunciado. Veja o que diz o documento
básico:
As situações-problema não contêm “dicas” ou “pegadinhas” e não requerem memorização de fórmulas ou simples acúmulo de informações. Nos casos em que a compreensão da situação-problema exige a especificidade de dados como apoio ao seu enfrentamento, eles são apresentados no enunciado da questão, pois o que se pretende verificar é se o participante é capaz de transformar dados e informações, articulando-os para resolver os problemas propostos. Isto é demonstrar o seu conhecimento. (BRASIL, 2002, p.15)
No novo ENEM, percebemos questões em que o estudante pode solucionar o
problema através da memorização da fórmula, uma vez que ocorre de a mesma não
ser apresentada no enunciado de muitas questões. Por exemplo, a questão a seguir,
aplicada no exame de 2009, em que o conhecimento da fórmula de aceleração
centrípeta contribui para a solução da questão. Destacamos que esta equação
matemática não é de fácil dedução para o nível médio.
Exemplo : Q17-P09A- O Brasil pode se transformar no primeiro país das Américas a entrar no seleto grupo das nações que dispõem de trens-bala. O Ministério dos Transportes prevê o lançamento do edital de licitação internacional para a construção da ferrovia de alta velocidade Rio-São Paulo. A viagem ligará os 403 quilômetros entre a Central do Brasil, no Rio, e a Estação da Luz, no centro da capital paulista, em uma hora e 25 minutos. Disponível em: http://oglobo.globo.com. Acesso em: 14 jul. 2009.
Devido à alta velocidade, um dos problemas a ser enfrentado na escolha do trajeto que será percorrido pelo trem é o dimensionamento das curvas. Considerando-se que uma aceleração lateral confortável para os passageiros e segura para o trem seja de 0,1 g, em que g é a aceleração da gravidade (considerada igual a 10 m/s2), e que a velocidade do trem se mantenha constante em todo o percurso, seria correto prever que as curvas existentes no trajeto deveriam ter raio de curvatura mínimo de, aproximadamente, A) 80 m. B) 430 m. C) 800 m. D) 1.600 m. E) 6.400 m.
Há também outras situações problemas no novo ENEM em que o uso dos
modelos matemáticos da Física contribui para a sua resolução. Desta maneira,
destacamos a importância dos professores trabalharem com os estudantes as
relações exatas entre determinadas grandezas físicas. Para que os docentes
69
possam ter uma ideia melhor das relações que poderiam ter sido usadas para a
resolução de questões quantitativas cobradas no novo ENEM, fizemos o quadro 5 a
seguir, colocando a equação (fórmula) de Física que contribui para a solução da
situação-problema. Observem que há questões em que várias fórmulas de Física
contribuem para solucionar uma mesma questão.
Quadro 5 - Fórmulas que contribuem para a solução d e itens quantitativos no novo ENEM (2009 E 2010) e sua frequência de apariçã o
(continua) Fórmulas Questões em que elas
podem ser usadas Frequência de
aparição Q = mc∆t
Q = calor; m=massa; C = calor específico; ∆t=variação de temperatura
Q30-P09A Q35-P09A
2
P=Vi P=potência; V=voltagem i = corrente elétrica
Q26-P09V Q47-P1ªap10 Q84-p2ªap10 Q70-p1ªap10
4
V=Ri V=voltagem; R= resistência elétrica; I=corrente elétrica
Q70-p1ªap10
1
Vm=d/t Vm=velocidade média d =distância; t = tempo
Q26-P09V Q32-P09V Q17-P09A
3
∆V=V0γ∆T ∆V=dilatação volumétrica; V0=volume inicial; γ= coeficiente de dilatação volumétrico; ∆T=variação de temperatura
Q38-P09A
1
P=E/t
P=potência; E=energia; t=tempo
Q26-P09V Q30-P09A
Q35-P09A Q45-P09V
4
W=FdcosΘ W=trabalho; F=força; d=deslocamento; Θ=ângulo entre deslocamento e força
Q26-P09V
1
P=V2/R P=potência; V=voltagem; R=resistência
Q70-p1ªap10 Q30-P09A
2
1/Re=1/R1+1/R2+... Re=resistência equivalente; R=resistência
Q45-P09A
1
70
Fórmulas Questões em que elas podem ser usadas
Frequência de aparição
a = ∆v/∆t a=aceleração; ∆v=variação da velocidade; ∆t=variação do tempo
Q64-p2ªap10
Q32-P09V
2
D=m/v D=densidade; m=massa; v=volume
Q37-P09V 1
I=P/A I=intensidade; P=potência; A=área
Q35-P09A
1
acp= v2/R acp=aceleração centrípeta; v=velocidade; R=raio
Q17-P09A
1
P= Prova; V=Vazou; A=Aplicada; ap= aplicação; Q=Q uestão ; 09=Ano de 2009; 10=ano de 2010;
Fonte: Dados da pesquisa.
Com a observação do quadro 5 anterior, o professor pode ter uma noção das
relações entre grandezas físicas úteis para a resolução das questões quantitativas
do novo ENEM que mais foram exploradas em 2009 e 2010. Percebemos que a
relação entre potência, tensão e corrente elétrica foi uma das mais exploradas,
assim como a relação entre energia, potência e tempo, refletindo a importância do
trabalho com temas ligados ao consumo/economia de energia e ao
dimensionamento prático de dispositivos elétricos de uso cotidiano.
Destacamos também que há problemas qualitativos em que a incorporação
da relação entre grandezas físicas contribui para a resolução da mesma. Como
exemplo, apresentamos a seguir a questão 25 que apareceu na prova extraviada em
2009, em que o estudante poderia se apropriar da relação d=vt
(distância=velocidade x tempo) para contribuir para inferir que as variáveis
imprescindíveis para a distância percorrida pela onda seriam sua velocidade e o
tempo.
Exemplo : Q25-p09V-A ultrassonografia, também chamada de ecografia, é uma técnica de geração de imagens muito utilizada em medicina. Ela se baseia na reflexão que ocorre quando um pulso de ultrassom, emitido pelo aparelho colocado em contato com a pele, atravessa a superfície que separa um órgão do outro, produzindo ecos que podem ser captados de volta pelo aparelho. Para a observação de detalhes no interior do corpo, os pulsos sonoros emitidos têm frequências altíssimas, de até 30 MHz, ou seja, 30 milhões de oscilações a cada segundo. A determinação de distâncias entre órgãos do corpo humano feita com esse aparelho fundamenta-se em duas variáveis imprescindíveis: (A) a intensidade do som produzido pelo aparelho e a frequência desses sons. (B) a quantidade de luz usada para gerar as imagens no aparelho e a velocidade do som nos tecidos.
71
(C) a quantidade de pulsos emitidos pelo aparelho a cada segundo e a frequência dos sons emitidos pelo aparelho. (D) a velocidade do som no interior dos tecidos e o tempo entre os ecos produzidos pelas superfícies dos órgãos. (E) o tempo entre os ecos produzidos pelos órgãos e a quantidade de pulsos emitidos a cada segundo pelo aparelho.
Foi publicado em 2009 por vários jornais que o ministro da educação
Fernando Haddad havia dito que o novo ENEM não cobraria memorização de
fórmulas. Citamos como exemplo o jornal FOLHA.COM que estampa como título de
uma de suas matérias em 13/05/2009: “NOVO ENEM NÃO EXIGIRÁ QUE ALUNO
DECORE FÓRMULAS, DIZ MINISTRO DA EDUCAÇÃO.” (NOVO..., 2009b, p.1)
Essa divulgação de que o novo ENEM não exige decoreba de Fórmulas pode levar
professores e alunos, que não conhecem bem o exame, a pensar que toda vez que
uma situação-problema no ENEM requerer alguma relação exata entre
determinadas grandezas físicas, esta deverá vir explicitada no enunciado, o que
verificamos não ser verdade até o momento. O que percebemos com nossa
pesquisa é que há questões no novo exame que necessitam da relação exata entre
grandezas físicas (fórmulas) para serem solucionadas. Entendemos que, estas
relações exatas podem ser obtidas por memorização, por dedução, por
estabelecimento de hipótese (grandezas proporcionais), etc.
Concluímos que no novo ENEM aparecem questões que não deixam as
fórmulas de Física de lado, só que elas estão dentro de um contexto, evitando que
as mesmas fiquem vazias de significado. Nesse sentido, o novo ENEM se aproxima
da reforma proposta para o ensino de Física apontada nos PCN+, que declaram o
seguinte, a respeito do uso de fórmulas:
Muitas vezes o ensino de Física inclui a resolução de inúmeros problemas, onde o desafio central para o aluno consiste em identificar qual fórmula deve ser utilizada. Esse tipo de questão, que exige, sobretudo, memorização, perde sentido se desejamos desenvolver outras competências. Não se quer dizer com isso que seja preciso abrir mão das fórmulas. Ao contrário, a formalização matemática continua sendo essencial, desde que desenvolvida como síntese dos conceitos e relações, compreendidas anteriormente de forma fenomenológica e qualitativa. Substituir um problema por uma situação-problema, nesse contexto, ganha também um novo sentido, pois passa-se a lidar com algo real ou próximo dele.(BRASIL, 2002b, p.84-85)
72
5.1.2 Classificação das questões na segunda dimensão de a nálise
Observando os enunciados das questões foram emergindo grupos de
questões temáticas do ponto de vista do conteúdo abordado. Procuramos agrupar
as questões em classes temáticas que compreendem as grandes áreas da física:
Mecânica, Termodinâmica, Óptica Geométrica, Ondas, Física Nuclear e Eletricidade.
Consideramos a Eletricidade compreendendo a eletrostática, a eletrodinâmica e o
eletromagnetismo. Percebemos que algumas questões exploravam mais de uma
grande área da física, desta maneira, emergiram grupos com títulos do tipo:
Mecânica + Termodinâmica, Mecânica + Eletricidade, etc.. O quadro 6 a seguir
mostra todos os grupos temáticos que surgiram, o agrupamento das questões e a
contagem frequencial.
Quadro 6 - Conteúdos de Física explorados nas quest ões do novo ENEM de 2009 e 2010
(continua) GRUPOS
TEMÁTICOS Questões F
Óptica Geométrica
Q80-P1ªap10 Q54-p2ªap10 2
Ondas
Q31-P09A Q25-p09V Q48-p1ªap10
Q58-P2ªap10 Q85-p2ªap10 Q67-P2ªap10
Q44-P09V Q32-P09A
8
Termodinâmica
Q46-P1ªap10 Q34-P09V Q58-p1ªap10 Q60-P1ªap10 Q35-P09V
Q31-p09V Q35-P09A Q24-P09A Q38-P09A Q39-P09A
Q1-P09V Q13-P09V Q28-P09V
13
Eletricidade
Q19-P09A Q72-P1ªap10 Q45-P09A Q45-P09V Q47-P1ªap10
Q75-P1ªap10 Q84-p2ªap10 Q57-P2ªap10 Q70-p1ªap10
Q70-P2ªap10 Q40-p09V Q81-P2ªap10
12
Mecânica
Q5-P09A Q64-p2ªap10 Q65-P2ªap10 Q23-p09V Q86-P2ªap10
Q53-P1ªap10 Q17-P09V Q27-P09A Q37-P09V
Q32-P09V Q83-P1ªap10 Q10-P09V Q17-P09A
13
Eletricidade + Mecânica
Q26-P09V 1
Termodinâmica + Eletricidade
Q18-p09A Q57-P1ªap10
Q30-P09A Q14-P09A
4
Física Nuclear Q18-P09V Q29-P09A
2
73
GRUPOS TEMÁTICOS
Questões F
Eletricidade+ Mecânica+ Termodinâmica
Q42-P09V Q87-P1ªap10 Q48-P2ªap10 Q19-p09V
Q8-P09A Q33-P09V Q20-P09A
7
Mecânica + Óptica Geométrica
Q49-P2ªap10
1
Mecânica + Termodinâmica
Q90-P2ªap10
1
Termodinâmica + Ondas
Q52-P1ªap10
1
P= Prova; V=Vazou; A=Aplicada; ap= aplicação; Q=Q uestão ; 09=Ano de 2009; 10=ano de 2010; F=frequência de aparição.
Fonte: Dados da pesquisa.
A seguir, construímos o gráfico 3 com os dados do quadro 6 anterior para
melhor visualização dos conteúdos de Física explorados:
Gráfico 3 - Distribuição das questões do novo ENEM (2009 e 2010) nas classes temáticas de áreas da Física.
Fonte: Dados da pesquisa.
Ainda, de posse dos dados do quadro 6, fizemos a contagem do número de
questões que abordaram exclusivamente uma área da Física e o número de itens
74
que exploraram mais de uma área da Física na mesma questão. Obtemos a Tabela
4 a seguir:
TABELA 4 - Contagem do número de questões que abord aram exclusivamente uma área da Física e o número de itens que explorar am mais de uma área da
Física na mesma questão Grupos Frequência de itens %
Uma área da Física
50 77
Mais de uma área da Física
15 23
Fonte: Dados da pesquisa.
Construímos com os dados da tabela anterior (TAB.4), o gráfico 4 a seguir:
Gráfico 4 - Percentual de questões que abordaram ex clusivamente uma área da Física e o percentual de itens que exploraram mais de uma área da Física na
mesma questão
Fonte: Dados da pesquisa.
Pelo gráfico anterior (GRAF.4) percebemos que há um maior número de itens
que trabalham apenas com uma grande área da Física em seus enunciados.
Entretanto, 23% das questões exploram mais de um conteúdo de Física na mesma
questão. Dessa maneira, orientamos os docentes a trabalharem com os estudantes
situações-problema que envolvem vários conteúdos de Física na mesma situação-
problema. Por exemplo, ao trabalhar eletricidade é relevante procurar propor
75
situações-problema aos alunos que incorporem conteúdos estudados em outros
momentos. Por exemplo, aplicar problemas que inter-relacione a eletricidade e a
mecânica, a eletricidade e a termodinâmica, etc. Como um exemplo, mostramos a
seguir uma questão cobrada na prova aplicada em 2009, que explora termodinâmica
e eletrodinâmica conjuntamente.
Exemplo: Q30-P09A- É possível, com 1 litro de gasolina, usando todo o calor produzido por sua combustão direta, aquecer 200 litros de água de 20 °C a 55 °C. Pode-se efetuar esse mesmo aquecimento por um gerador de eletricidade, que consome 1 litro de gasolina por hora e fornece 110 V a um resistor de 11 Ω, imerso na água, durante um certo intervalo de tempo. Todo o calor liberado pelo resistor é transferido à água.
Considerando que o calor específico da água é igual a 4,19 J g-1 °C -1, aproximadamente qual a quantidade de gasolina consumida para o aquecimento de água obtido pelo gerador, quando comparado ao obtido a partir da combustão?
A) A quantidade de gasolina consumida é igual para os dois casos. B) A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é duas vezes maior que a consumida na
combustão. C) A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é duas vezes menor que a consumida
na combustão. D) A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é sete vezes maior que a consumida na
combustão. E) A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é sete vezes menor que a consumida
na combustão.
Por exemplo, se o professor estiver trabalhando eletricidade no terceiro ano
do ensino médio e já tiver trabalhado com a termodinâmica no segundo ano ou em
outro momento, pode estar usando a questão anterior para explorar a eletrodinâmica
e ao mesmo tempo recordar a Física térmica. Com isso, há a promoção do uso de
conhecimentos da Física de forma integrada e articulada.
Também achamos relevante avaliar quais temas da Física estão sendo mais
abordados no novo exame até o momento. O quadro 6 não nos permitiu esta visão,
pois, por exemplo, quando uma questão abordava ao mesmo tempo mecânica e
termodinâmica ela foi colocada na classe: Mecânica + Termodinâmica. Desta
maneira, fazemos agora a contagem do número de vezes que o tema/conteúdo de
Física se repetiu no total de questões e colocamos na Tabela 5 a seguir.
Destacamos que nesta Tabela 5 o total de frequências de aparição dos conteúdos é
maior que o número de questões, uma vez que ocorre de um problema abranger
vários ramos da Física. Sendo assim, as questões que contemplam mais de um
tema se repetem em temas que exploram conjuntamente.
76
TABELA 5 - Tabela com as questões distribuídas por temas da Física Temas frequência de
aparição % em relação à frequência total
ÓPTICA GEOMÉTRICA 3 3,5%
ONDAS
9
10,4%
TERMODINÂMICA
26
29,8%
ELETRICIDADE
24 27,6%
MECÂNICA 23 26,4%
FÍSICA NUCLEAR
2
2,3% Fonte: Dados da pesquisa.
Com os dados da Tabela 5 construímos o Gráfico 5 a seguir para melhor
visualização dos conteúdos mais abordados:
Gráfico 5 - Áreas da Física exploradas nas questões do ENEM de 2009 e 2010
Fonte: Dados da pesquisa.
Na análise do gráfico anterior (GRAF.5) observamos uma preferência para
termodinâmica, mecânica e eletricidade no novo ENEM nas provas de 2009 e 2010,
com a termodinâmica na ponta. Constatamos que a óptica geométrica e a Física
Nuclear foram pouco exploradas. Questões que exploraram a radioatividade ou
77
núcleos estáveis de átomos compõem o tema Física Nuclear. Destacamos que a
radioatividade aparece no programa de química da matriz de referência do novo
ENEM e não consta no programa de Física da referida matriz. Também não há
problemas envolvendo a teoria da relatividade e a mecânica quântica no grupo de
itens estudados.
Como apresentamos em nosso capítulo 4, trabalhos dessa natureza têm sido
apresentados com vários recortes e propósitos. Sendo assim, para além dessa
classificação geral nosso trabalho pretende compreender melhor as questões, a
partir das competências e habilidades requisitadas nos itens do novo ENEM.
Entendemos que esta classificação mais geral das questões não possibilita uma
compreensão ampla da natureza das questões, desta maneira, propomos a seguir,
uma análise mais particular das situações-problema. Como a nova política
educacional se pauta em um ensino por competências, e o ENEM se propõe a
avaliar por competência, acreditamos ser plausível uma análise das questões
agrupadas por competência e habilidade.
5.2 Análise das questões agrupadas por competência/ habilidade
Um de nossos objetivos é tentar descobrir o que caracterizam essas questões
agrupadas por competências/habilidades possibilitando a geração de mais
orientações aos professores a cerca do novo exame. Desse modo empreendemos
uma separação das questões por competências/habilidades constantes na matriz de
referência do novo ENEM. Procuramos olhar para cada questão e avaliar qual
competência e habilidade da matriz a questão explora. Quando olhávamos somente
para a habilidade, parecia muitas vezes, para muitas questões, que a situação-
problema podia ser colocada em várias habilidades, entretanto, ao analisar a
habilidade H na competência C no processo de colocação das questões,
conseguimos localizar a habilidade/ competência para cada item. Importante
salientar que consideramos que cada questão explora preferencialmente uma dada
competência/habilidade, ainda que possa explorar de forma complementar outras.
Após essa avaliação e separação das questões por habilidade e competência
obtivemos o seguinte quadro 7:
78
Quadro 7 - Separação das questões por competência e habilidade (continua)
Competência Habilidade Questões Total /
H
Total
/ C
H1 – Reconhecer características ou propriedades de
fenômenos ondulatórios ou oscilatórios, relacionando-os
a seus usos em diferentes contextos.
Q31-P09A
Q80-P1ªap10
Q58-P2ªap10
Q67-P2ªap10
4
Competência de área 1 – Compreender
as ciências naturais e as tecnologias a
elas associadas como construções
humanas, percebendo seus papéis nos
processos de produção e no
desenvolvimento econômico e social da
humanidade.
H3 – Confrontar interpretações científicas com
interpretações baseadas no senso comum, ao longo do
tempo ou em diferentes culturas.
Q5-P09A
Q46-P1ªap10
Q54-P2ªap10
3
7
H5 – Dimensionar circuitos ou dispositivos elétricos de
uso cotidiano.
Q26-P09V
Q19-P09A
Q45-P09A
Q47-P1ªap10
Q84-P2ªap10
5
Competência de área 2 – Identificar a
presença e aplicar as tecnologias
associadas às ciências naturais em
diferentes contextos.
H6 – Relacionar informações para compreender
manuais de instalação ou utilização de aparelhos, ou
sistemas tecnológicos de uso comum.
Q23-P09V
Q25-P09V
Q18-P09A
Q70-P1ªap10
4
10
79
Competência Habilidade Questões Total /
H
Total
/ C
Competência de área 2 – Identificar a
presença e aplicar as tecnologias
associadas às ciências naturais em
diferentes contextos.
H7 – 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.
Q17-P09V
1
10
H8 – Identificar etapas em processos de obtenção,
transformação, utilização ou reciclagem de recursos
naturais, energéticos ou matérias-primas, considerando
processos biológicos, químicos ou físicos neles
envolvidos.
Q37-P09V
Q42-P09V
Q60-P1ªap10
Q87-P1ªap10
Q48-P2ªap10
5
Competência de área 3 – Associar
intervenções que resultam em
degradação ou conservação ambiental a
processos produtivos e sociais e a
instrumentos ou ações científico-
tecnológicos.
H10 – Analisar perturbações ambientais, identificando
fontes, transporte e(ou) destino dos poluentes ou
prevendo efeitos em sistemas naturais, produtivos ou
sociais.
Q10-P09V
Q8-P09A
Q57-P1ªap10
3
8
80
Competência Habilidade Questões Total /
H
Total
/ C
H17 – Relacionar informações apresentadas em
diferentes formas de linguagem e representação usadas
nas ciências físicas, químicas ou biológicas, como texto
discursivo, gráficos, tabelas, relações matemáticas ou
linguagem simbólica.
Q18-P09V
Q31-P09V
Q40-P09V
Q24-P09A
Q29-P09A
Q72-P1ªap10
Q64-P2ªap10
7
Competência de área 5 – Entender
métodos e procedimentos próprios das
ciências naturais e aplicá-los em
diferentes contextos.
H18 – Relacionar propriedades físicas, químicas ou
biológicas de produtos, sistemas ou procedimentos
tecnológicos às finalidades a que se destinam.
Q86-P2ªap10
1
8
81
Competência Habilidade Questões Total /
H
Total
/ C
H20 – Caracterizar causas ou efeitos dos movimentos
de partículas, substâncias, objetos ou corpos celestes.
Q32-P09V
Q17-P09A
Q27-P09A
Q53-P1ªap10
Q83-P1ªap10
Q49-P2ªap10
Q65-P2ªap10
Q90-P2ªap10
8
Competência de área 6 – Apropriar-se de
conhecimentos da física para, em
situações problema, interpretar, avaliar
ou planejar intervenções científico-
tecnológicas.
H21 – Utilizar leis físicas e (ou) químicas para
interpretar processos naturais ou tecnológicos inseridos
no contexto da termodinâmica e(ou) do
eletromagnetismo.
Q1-P09V; Q13-P09V
Q28-P09V; Q34-P09V
Q35-P09V; Q45-P09V
Q14-P09A; Q30-P09A
Q35-P09A; Q38-P09A
Q39-P09A; Q48-P1ªap10
Q58-P1ªap10; Q75-P1ªap10
Q57-P2ªap10; Q70-P2ªap10
Q81-P2ªap10; Q85-P2ªap10
18
32
82
Competência Habilidade Questões Total /
H
Total
/ C
H22 – Compreender fenômenos decorrentes da
interação entre a radiação e a matéria em suas
manifestações em processos naturais ou tecnológicos,
ou em suas implicações biológicas, sociais, econômicas
ou ambientais.
Q44-P09V
Q32-P09A
Q52-P1ªap10
3
Competência de área 6 – Apropriar-se de
conhecimentos da física para, em
situações problema, interpretar, avaliar
ou planejar intervenções científico-
tecnológicas.
H23 – Avaliar possibilidades de geração, uso ou
transformação de energia em ambientes específicos,
considerando implicações éticas, ambientais, sociais
e/ou econômicas.
Q19-P09V
Q33-P09V
Q20-P09A
3
32
P= Prova; V=Vazou; A=Aplicada; ap= aplicação; Q=Q uestão ; 09=Ano de 2009; 10=ano de 2010.
Fonte: Dados da pesquisa.
83
Como já dito em capítulo anterior, a área de ciências da natureza possui 8
competências e 30 habilidades. Percebemos, pela análise do quadro 7 anterior, que
as questões de Física abrangeram 5 competências e 13 habilidades. Também
verificamos que a competência mais explorada foi a 6, compreendendo 49% das
questões, em seguida a competência 2, com 15% das questões, as competências 3
e 5 empatadas com 12% das questões e, por último, a competência 1 perfazendo
11% dos testes.
Após separar as questões por competência/habilidade construímos quadros
para o grupo de questões inseridas em cada competência/ Habilidade. Estes
quadros encontram-se disponíveis no apêndice A. Procuramos olhar para o grupo de
questões pertencentes a uma dada competência, procurando observar o que
caracterizaria esse conjunto de questões. A metodologia adotada foi a análise de
conteúdo de Bardin (2010) que nos possibilitou estabelecer categorias de análise
para cada grupo de questões pertencentes a cada competência. A análise de
conteúdo, de uma maneira geral é:
Um conjunto de técnicas de análise das comunicações visando obter por procedimentos sistemáticos e objetivos de descrição do conteúdo das mensagens, indicadores (quantitativos ou não) que permitam a inferência de conhecimentos relativos às condições de produção/recepção (variáveis inferidas) destas mensagens. (BARDIN, 2010, p.44)
A técnica de análise de conteúdo, se compõe de três grandes etapas: “1) a
pré-análise; 2) a exploração do material; 3) o tratamento dos resultados, as
inferências e interpretação.” (BARDIN, 2010, p.121) A pré-análise é a fase de
organização do material, que pode utilizar vários procedimentos, tais como: leitura
flutuante( estabelecer contato com os documentos: no nosso caso a matriz de
referência e demais dispositivos legais, além das provas de ciências da natureza do
novo ENEM), formulação das hipóteses e dos objetivos, e elaboração de indicadores
que fundamentem a interpretação final.(BARDIN, 2010, p.121) Importante salientar
que:
De facto, as hipóteses nem sempre são estabelecidas quando da pré-análise. Por outro lado, não é obrigatório ter-se como guia um corpus de hipóteses, para se proceder à análise. Algumas análises efectuam-se às “cegas” e sem ideias pré-concebidas. (BARDIN, 2010, p.124)
84
Na exploração do material os dados são codificados a partir das unidades de
registro (UR) que “é a unidade de significação a codificar e corresponde ao
seguimento de conteúdo a considerar como unidade de base, visando a
categorização e a contagem frequencial.”(BARDIN, 2010, p.130). Em nossa
pesquisa as unidades de registro são as situações-problema que contém algum
conceito físico na prova de ciências da natureza do novo ENEM.
A categorização:
é uma operação de classificação de elementos constitutivos de um conjunto, por diferenciação e, seguidamente, por reagrupamento segundo o género (analogia), com os critérios previamente definidos. As categorias são rubricas ou classes, as quais reúnem um grupo de elementos (unidades de registro, no caso da análise de conteúdo) sob um título genérico, agrupamento esse efectuado em razão das características comuns destes elementos. (BARDIN, 2010, p.145)
O critério de categorização pode ser sintático, léxico, expressivo ou semântico
(categorias temáticas). (BARDIN, 2010) Em nossa pesquisa fizemos uma
categorização semântica para as questões inseridas em cada competência. A
categorização pode empregar dois processos inversos: pode-se fazer uma
categorização com categorias a priori, sugeridas pelo referencial teórico ou uma
categorização com categorias a posteriori, que emergem após a análise do material.
(BARDIN, 2010) Em nossa categorização dos itens por competência,
empreendemos o segundo processo.
Na terceira etapa da análise de conteúdo:
Os resultados em bruto são tratados de maneira a serem significativos (falantes) e válidos. Operações estatísticas simples (percentagens), ou mais complexas (análise factorial), permitem estabelecer quadros de resultados, diagramas, figuras e modelos, os quais condensam e põem em relevo as informações fornecidas pela análise. O analista, tendo à sua disposição resultados significativos e fiéis, pode então propor inferências e adiantar interpretações a propósito dos objetivos previstos -, ou que digam respeito a outras descobertas inesperadas. (BARDIN, 2010, p.127)
Pela citação anterior, para a última parte do método, a autora nos parece
sugerir nesta parte de seu livro uma característica quantitativa à análise de
conteúdo. Entretanto, em páginas posteriores, a pesquisadora afirma que a análise
85
de conteúdo não é um procedimento obrigatoriamente quantitativo. (BARDIN, 2010,
p.140)
De acordo com a autora:
A abordagem quantitativa funda-se na frequência de aparição de determinados elementos da mensagem. A abordagem não quantitativa recorre a indicadores não frequenciais susceptíveis de permitir inferências; por exemplo, a presença (ou ausência) pode constituir um índice tanto (ou mais) frutífero que a frequência de aparição. (BARDIN, 2010, p.140)
Entendemos que, apesar de nossa pesquisa, sobretudo ter um caráter
qualitativo, não deixamos de lado a contagem frequencial de unidades de registro,
quando esta se mostra frutífera na produção de inferências. Uma vez que, a autora
salienta que:
Por último, precisemos que a análise qualitativa não rejeita toda e qualquer forma de quantificação. Somente os índices é que são retidos de maneira não frequencial, podendo o analista recorrer a testes quantitativos: por exemplo, a aparição de índices similares em discurso semelhantes. Em conclusão, pode se dizer que o que caracteriza a análise qualitativa é o fato de a inferência –sempre que é realizada- ser fundada na presença do índice (tema, palavra, personagem, etc.!) e não sobre a frequência da sua aparição, em cada comunicação individual. (BARDIN, 2010, p.142)
No apêndice A apresentamos um quadro com os enunciados das questões
para cada grupo de questões pertencentes a uma dada competência, incluindo para
cada item uma possível resolução, pois os processos envolvidos nas soluções das
questões também nos ajudaram na análise, além de contribuir para utilização das
questões do novo exame por professores como um recurso didático no processo de
ensino-aprendizagem.
No decorrer desta seção apresentamos as categorias emergentes da análise
destes quadros, para cada competência.
5.2.1 Categorização das questões inseridas na competência 1.
A competência de área 1 apresenta a seguinte redação: “Compreender as
ciências naturais e as tecnologias a elas associadas como construções humanas,
percebendo seus papéis nos processos de produção e no desenvolvimento
econômico e social da humanidade.”
86
Pela análise do Quadro 13 disponível no apêndice A, percebemos que as
questões inseridas nesta competência podem ser separadas em três categorias,
representando distintos contextos. Estas categorias emergentes são:
a) cotidiano;
b) tecnologia/novas tecnologias;
c) avanço científico.
A competência 1 abarcou 7 questões. Fizemos, no quadro 8 a seguir, o
agrupamento das questões inseridas em cada categoria emergente:
Quadro 8 – Distribuição das questões nas categorias emergentes do grupo de itens inseridos na competência 1
CATEGORIA QUESTÕES N° DE QUESTÕES
Cotidiano
Q58-P2ªap10
Q67-P2ªap10
Q46-P1ªap10
Q54-p2ªap10
4
Tecnologia/novas
tecnologias
Q31-P09A
Q80-P1ªap10
2
Avanço científico
Q5-P09A
1
P= Prova; V=Vazou; A=Aplicada; ap= aplicação; Q=Q uestão ; 09=Ano de 2009; 10=ano de 2010;
Fonte: Dados da pesquisa.
A seguir especificamos do que trata cada uma dessas categorias emergentes
da análise.
87
5.2.1.1 Categoria cotidiano
A categoria Cotidiano se refere a questões que abordam situações
relacionadas à vivência cotidiana das pessoas. Por exemplo, a questão Q58-
P2ªap10 trabalhou com a existência das rádios piratas destacando o problema da
interferência das ondas que ocorrem no cotidiano das pessoas ao escutarem as
rádios e exigindo do estudante o conhecimento das grandezas que influenciam na
sobreposição de sinais eletromagnéticos. A questão Q46-P1ªap10 aborda a maneira
corriqueira com que as pessoas lidam com o conceito de temperatura e calor, muitas
vezes na contraposição aos modelos científicos de calor e temperatura. Neste
problema, o estudante precisa encontrar falhas nos modelos cotidianos de calor e
temperatura. A questão Q67-P2ªap10 explora a explicação da situação cotidiana ao
observarmos as partículas de poeira suspensas no ar por meio de uma réstia de luz
ou quando observamos gotículas de água que formam a neblina por meio do farol do
carro. A questão Q54-P2ªap10 aborda a falsa impressão cotidiana de que o espelho
convexo de um veículo afasta a imagem dos objetos.
Esta categoria sugere a observação de fenômenos do cotidiano e a discussão
da Física envolvida nestes fenômenos. Discutir porque ocorrem interferências nas
rádios, porque ocorre interferência quando se toca um celular perto de uma TV.
Enfim, levantar coisas observadas no dia-a-dia de interesse discente. Com isso,
incorpora-se a resolução de problemas na linha desta categoria, além de preparar o
estudante para uma melhor percepção e entendimento de fenômenos corriqueiros.
Percebemos que esta categoria está em sintonia com os PCNs para o ensino
de Física. A palavra cotidiano se repete várias vezes no texto dos parâmetros
curriculares. De acordo com os PCN+:
A Física deve apresentar-se, portanto, como um conjunto de competências específicas que permitam perceber e lidar com os fenômenos naturais e tecnológicos, presentes tanto no cotidiano mais imediato quanto na compreensão do universo distante, a partir de princípios, leis e modelos por ela construídos. (BRASIL, 2002b, p.59)
88
5.2.1.2 Categoria tecnologia/novas tecnologias
A categoria Tecnologia/novas tecnologias engloba questões relacionadas
com tecnologias/novas tecnologias. Abrange situações-problema sobre a criação de
novos materiais com propriedades atípicas, como é o caso da Q80-P1ªap10. Esta
categoria admite questões que exploram os sistemas das tecnologias de
transmissão de celular atualmente em uso no Brasil, como é o caso da Q31-P09A.
Essa categoria sugere o trabalho com propriedades atípicas de materiais,
ampliando a abordagem e exemplificação presente nos livros didáticos. Ao
apresentar uma determinada lei física, é interessante procurar pesquisar se há até o
momento alguma exceção àquela regra. Por exemplo, muitas vezes ao apresentar a
Terceira Lei de Newton, não se discuti o seu limite de validade. Quais seriam os
casos em que a Terceira Lei de Newton não vale? Quais outras exceções a leis
físicas que podemos encontrar até o presente momento? Percebemos pela análise
da questão Q80-P1ªap10 que o ensinado nos livros didáticos sobre refração possui
exceções. Esta questão sinaliza ao professor não ancorar sua fundamentação
somente no livro didático. O professor deve estar atento às novas tecnologias
existentes e as pesquisas/descobertas recentes na área de Física.
Verificamos que esta categoria emergente também apresenta consonância
com os PCN+ que esperam que o estudante esteja antenado com a ciência e
tecnologia na atualidade desenvolvendo a competência de:
Acompanhar o desenvolvimento tecnológico contemporâneo, por exemplo, tomando contato com os avanços das novas tecnologias na medicina, através de tomografias ou diferentes formas de diagnóstico; na agricultura, através das novas formas de conservação de alimentos com o uso das radiações; ou ainda, na área de comunicações, com os microcomputadores, CDs, DVDs, telefonia celular, TV a cabo. (BRASIL, 2002b, p. 68)
As Orientações Curriculares para o Ensino Médio corroboram nossas
observações e orientam que:
A tecnologia merece atenção especial, pois aparece nos Parâmetros Curriculares como parte integrante da área das Ciências da Natureza. Observa-se que nos livros didáticos os conteúdos disciplinares selecionados e trabalhados pouco têm a ver com a tecnologia atual, ficando essa, na maioria das vezes, como simples ilustração. Deve-se tratar a tecnologia como atividade humana em seus aspectos prático e social, com vistas à solução de problemas concretos. Mas isso não significa desconsiderar a
89
base científica envolvida no processo de compreensão e construção dos produtos tecnológicos. (BRASIL, 2006, p.46-47)
5.2.1.3 Categoria avanço científico
A categoria Avanço científico envolve questões relacionadas ao avanço de
modelos científicos ao longo do tempo. Admite situações-problemas que abordam o
conhecimento da evolução dos modelos do sistema planetário, como é o caso da
Q5-P09A. Abrange história da física.
Esta categoria sugere uma discussão da história da Física na educação
básica, abordando a evolução das ideias desta ciência, em especial as questões
ligadas à astronomia. É importante a compreensão de que o conhecimento não é
algo pronto e acabado. Por esta categoria emergente percebemos a relevância do
estudante ter contato com as origens e a evolução dos conceitos e ideias presentes
nos principais ramos da Física: o Eletromagnetismo, a Mecânica, a Termodinâmica,
a Relatividade e a Física Quântica, conceitos que estão presentes também em
outros ramos da Ciência. Pode-se indicar aos discentes alguma literatura sobre a
evolução das ideias da física, ou até mesmo pedir uma pesquisa nesta linha.
A categoria emergente Avanço científico está em sintonia com os PCN+ que
colocam como competência necessária ao final do ensino médio o saber:
Compreender a construção do conhecimento físico como um processo histórico, em estreita relação com as condições sociais, políticas e econômicas de uma determinada época. Compreender, por exemplo, a transformação da visão de mundo geocêntrica para a heliocêntrica, relacionando-a às transformações sociais que lhe são contemporâneas, identificando as resistências, dificuldades e repercussões que acompanharam essa mudança.(BRASIL, 2002b, p.67)
Também há ressonância com as OCEM que afirmam que:
O uso da história da ciência para enriquecer o ensino de Física e tornar mais interessante seu aprendizado, aproximando os aspectos científicos dos acontecimentos históricos, possibilita a visão da ciência como uma construção humana. (BRASIL, 2006, p.64)
90
5.2.1.4 Discussões
Por esta categorização percebe-se uma maior concentração das questões
relacionadas à explicação física de situações vivenciadas no cotidiano (categoria
Cotidiano). 57% das questões desta competência ficaram nesta categoria. Isto
reforça nossa sinalização da relevância de um ensino que aborde explicações físicas
de situações presentes no cotidiano das pessoas.
Na Competência 1 (C1) aparecem 4 habilidades(H). Duas delas não foram
exploradas pelas questões inseridas nesta competência (H4 e H2). A maioria destas
questões da C1 contempla a H1(57%), que trata do reconhecimento de
características ou propriedades de fenômenos ondulatórios ou oscilatórios,
relacionando-os a seus usos em diferentes contextos. Sendo assim, verificamos que
o conteúdo de ondas vem sendo bem explorado pelo novo exame. Isso indica ao
professor não deixar de trabalhar este conteúdo. A questão Q31-P09A também nos
mostra que não se pode esquecer de trabalhar as grandezas físicas que influenciam
na variação da intensidade de uma onda com a distância da fonte para ondas
eletromagnéticas. Dizemos isto, porque com a experiência da sala de aula,
percebemos que muitos livros didáticos quando apresentam a questão da
intensidade das ondas, o fazem para ondas mecânicas, esquecendo-se de frisar a
extensão da queda da intensidade das ondas com o quadrado da distância para as
ondas eletromagnéticas. A H3 abrangeu 43% das questões desta competência. Ela
está relacionada à verificação da capacidade de confrontar interpretações científicas
com interpretações baseadas no senso comum, ao longo do tempo ou em diferentes
culturas. Isto nos mostra que os professores devem procurar trabalhar com o
confronto entre interpretações de fenômenos com base no senso comum e com
base na ciência. No dia a dia, em revistas, programas de TV, percebemos as
pessoas lidando com conceitos físicos, através de suas próprias concepções. Muitas
destas concepções diferem daquelas aceitas pela comunidade científica. Uma dica
aqui ao professor seria trabalhar/discutir uma seleção de conceitos que são falados
corriqueiramente de maneira diversa ao concebido pela ciência: Diferença de peso e
massa; Diferença entre altura e intensidade de um som; Será que quando um
repórter diz na TV que um objeto caiu do alto de um prédio é uma queda livre?...
Estas orientações também concordam com os PCN que dizem que: “Expressar-se
corretamente na linguagem física requer identificar as grandezas físicas que
91
correspondem às situações dadas, sendo capaz de distinguir, por exemplo, calor de
temperatura, massa de peso, ou aceleração de velocidade.” (BRASIL, 2002a, p.235)
Sendo assim, a presença de questões que exploram a habilidade 3 vai em direção a
proposta de reforma do ensino de Física. As orientações curriculares para o ensino
médio dizem que:
As pessoas explicam muitas coisas utilizando o que se poderia chamar de senso comum. Essas explicações são limitadas a situações específicas e superficiais. A formação geral que a escola deve dar aos seus alunos tem como meta ampliar a compreensão que eles têm do mundo em que vivem. Esse empreendimento não é linear; ao contrário, o conhecimento científico possui características bem diferentes e tem de romper com o senso comum, pois busca a generalização dos conhecimentos adquiridos para uma infinidade de outras situações. (BRASIL, 2006, p.50)
5.2.2 Categorização das questões inseridas na competência 2
A competência de área 2 possui a seguinte redação : “Identificar a presença e
aplicar as tecnologias associadas às ciências naturais em diferentes contextos.”
Observando as questões inseridas nesta competência (Quadro 14 disponível
no apêndice A) percebemos que poderiam ser divididas em 4 categorias
discriminadas a seguir:
a) funcionamento de aparelhos;
b) projetos relacionados à segurança/economia/proteção;
c) análise de circuitos elétricos mistos dentro de um contexto hipotético;
d) previsão para o desempenho dos aparelhos após serem ligados.
O quadro 9 a seguir mostra como ficou o agrupamento dos testes em cada
categoria emergente.
Quadro 9 - Distribuição das questões nas categorias emergentes para o grupo de itens inseridos na competência 2
(continua)
CATEGORIA QUESTÕES TOTAL POR CATEGORIA
Funcionamento de aparelhos
Q25-P09V Q17-P09V
2
92
CATEGORIA QUESTÕES TOTAL POR CATEGORIA
Projetos relacionados à
segurança/economia/proteção
Q26-P09V Q47-P1ªap10 Q84-P2ªap10
Q18-P09A Q19-P09A
5
Análise de circuitos elétricos mistos dentro de um contexto
hipotético
Q45-P09A
1
Previsão para o desempenho dos aparelhos após serem
ligados
Q70-P1ªap10 Q23-P09V
2
P= Prova; V=Vazou; A=Aplicada; ap= aplicação; Q=Q uestão ; 09=Ano de 2009; 10=ano de 2010.
Fonte: Dados da pesquisa.
As situações-problemas inseridas nesta competência foram agrupadas em
categorias que tentam expressar quais os contextos que se aplicam as tecnologias
associadas as ciências naturais e que no caso, é o foco desta competência. A seguir
especificamos do que trata cada uma dessas categorias.
5.2.2.1 Categoria funcionamento de aparelhos
Envolve Questões que exploram a compreensão do funcionamento de
aparelhos presentes na sociedade. Por exemplo: como funciona o aparelho de
ultrassonografia e como funciona o aparato que verifica possíveis adulterações em
postos de combustíveis.
Esta categoria sugere ao docente trabalhar bastante com a física envolvida no
funcionamento de aparelhos presentes no dia-a-dia. Pode-se estudar a física teórica,
a partir da contextualização, mostrando aquele conceito físico aplicado na prática em
aparelhos ou, pode-se se fazer o oposto, como abordado no livro do GREF (Grupo
de Reelaboração do Ensino de Física), apesentando um aparelho e procurando
discutir a física envolvida no mesmo. Agindo desta maneira o professor estará
também caminhando em direção ao que propõe os PCN para o ensino de Física que
coloca como importante o indivíduo: “Compreender a Física presente no mundo
vivencial e nos equipamentos e procedimentos tecnológicos. Descobrir o “como
funciona” de aparelhos.” (BRASIL, 2002a, p.237)
93
5.2.2.2 Categoria projetos relacionados à segurança /economia/proteção
Nesta categoria estão as situações-problema que exploraram uma análise
relacionada com segurança na instalação elétrica de residências, carros e aparelhos
elétricos. São questões que em sua maioria exigem o cálculo da intensidade da
corrente elétrica correta para execução de procedimentos de segurança em
instalações elétricas. Por exemplo, a questão Q84-P2ªap10 necessita do cálculo da
máxima corrente elétrica que um chuveiro elétrico exige para a instalação adequada
de um disjuntor de segurança. Também inserimos nesta categoria questões que
exploram a escolha correta de dispositivos elétricos, visando uma melhor
eficiência/qualidade na instalação de aparelhos, como é o caso da questão Q19-
P09A, em que o estudante avalia a potência correta de uma lâmpada para ser
instalada em cada cômodo de uma casa, visando à iluminação adequada.
Percebe-se nesta categoria uma tendência de questões bem práticas na área
de eletricidade. A sugestão ao professor é trabalhar a eletricidade de maneira bem
contextualizada, procurar, por exemplo, mostrar aos estudantes a importância de
dimensionamento correto da fiação de instalação de uma residência/construções.
Nessa medida, sugere-se ao docente direcionar as aulas para situações vivenciadas
na prática. Verifica-se também a importância de trabalhar o cálculo de intensidade
de correntes elétricas seguras para funcionamento de equipamentos, a partir de
dados de potência e voltagem, podendo então explorar com os estudantes os
dispositivos de segurança relacionados com a proteção do aumento da corrente
como fusível, disjuntores, etc. Também trabalhar curto-circuito nos parece essencial,
uma vez que dispositivos de segurança bem instalados evitam efeitos desastrosos
de um curto-circuito. Percebemos ainda a necessidade que os alunos incorporem as
relações entre potência, voltagem e corrente, assim como as relações entre
voltagem, resistência e corrente.
Constatamos também que esta categoria emergente está em consonância
com os PCN+ que apresentam como competência desejável em Física ao final da
escolaridade básica o saber: “Reconhecer a relação entre diferentes grandezas, ou
relações de causa-efeito, para ser capaz de estabelecer previsões. Assim, conhecer
a relação entre potência, voltagem e corrente, para estimar a segurança do uso de
equipamentos elétricos.” (BRASIL, 2002b, p.65)
94
5.2.2.3 Categoria análise de circuitos elétricos mi stos dentro de um contexto
hipotético
Engloba itens que abordam análise de circuito elétrico misto. Nesta categoria
ficou a questão Q45-P09A que, a guisa de contextualização, o elaborador criou um
contexto hipotético que, se subtraído da questão, não impediria a sua solução.
Apesar do contexto hipotético para o circuito elétrico deste problema, trata-se de
uma questão clássica dos tradicionais livros de ensino médio. Sendo assim, a
observação desta questão indica ao professor que o ENEM pode explorar os
tradicionais circuitos mistos com vários resistores em série e em paralelo.
Entendemos que para a solução desta questão o aluno precisa ter tido um bom
treinamento em solução de problemas com esse perfil.
5.2.2.4 Categoria previsão para o desempenho dos ap arelhos após serem
ligados
Refere-se aos itens que trabalham com a previsão do que ocorre quando um
aparelho elétrico é ligado fora de suas especificações técnicas ou a previsão do
desempenho de aparelhos/ bombas após a instalação.
Esta categoria sugere ao professor trabalhar com os alunos a relevância dos
valores nominais gravados nos aparelhos. O docente pode trabalhar com os alunos
os cálculos da potência, corrente e consumo de energia de aparelhos ligados fora de
suas especificações técnicas. É importante abordar como vai se processar o
funcionamento dos aparelhos quando ligados fora de suas especificações técnicas.
Nessa direção, os PCN+ orientam que é importante:
• Em aparelhos e dispositivos elétricos residenciais, identificar seus diferentes usos e o significado das informações fornecidas pelos fabricantes sobre suas características (voltagem, freqüência, potência etc.). • Relacionar essas informações a propriedades e modelos físicos, visando explicar seu funcionamento e dimensionar circuitos simples para sua utilização. • Compreender o significado das redes de 110V e 220V, calibre de fios, disjuntores e fios-terra para analisar o funcionamento de instalações elétricas domiciliares e utilizar manuais de instrução de aparelhos elétricos, para conhecer procedimentos adequados a sua instalação, utilização segura ou precauções em seu uso.(BRASIL, 2002b, p.76)
95
5.2.2.5 Discussões
Olhando de uma maneira geral para a categorização feita, é possível inferir
que existe uma maior concentração de questões dentro da categoria Projetos
relacionados à segurança/economia/proteção que aborda uma análise
relacionada com segurança/proteção na instalação elétrica de residências, carros e
aparelhos elétricos.
Dentro desta competência se inserem 3 habilidades(H5, H6 e H7). Todas
essas habilidades foram exploradas pelas questões inseridas nesta competência. A
H5 é a que agregou mais questões (50 %). Esta habilidade trabalha com o
dimensionamento de circuitos ou dispositivos elétricos de uso cotidiano. Esta
concentração de situações-problema nesta habilidade reforça nossa tese de que é
relevante o docente investir em um ensino que trabalhe com questões de
eletricidade na perspectiva do cotidiano, principalmente no que diz respeito ao
dimensionamento elétrico ligado tanto à segurança quanto à proteção.
A segunda habilidade mais explorada dentro desta competência 2 foi a H6
(40%). Esta habilidade abrange o relacionamento de informações para compreender
manuais de instalação ou utilização de aparelhos, ou sistemas tecnológicos de uso
comum. Um grupo de questões inseridas nesta habilidade também dá uma boa
indicação ao professor sobre a necessidade de trabalhar com os estudantes a
compreensão/interpretação de manuais de instalação e uso de aparelhos. Nesta
linha, sugere-se ao professor coletar com os alunos os manuais de aparelhos
domésticos e destrinchá-los em sala de aula. Os manuais podem contemplar não só
eletrodomésticos, mas também outros equipamentos, inclusive veículos e afins.
Geralmente nos manuais de automóveis/motocicletas aparecem muitas instruções
ligadas à Física como, por exemplo, a calibração correta da pressão dos pneus, o
torque e potência do motor, tempo para acelerar de 0 a 100 Km/h e muito mais. O
fato de termos questões no novo exame explorando esta habilidade relacionada à
compreensão de manuais também mostra uma consonância com os PCN +, que
indicam como competências em Física a serem desenvolvidas pelo aluno ao final da
escolaridade básica o saber: “Ler e interpretar informações apresentadas em
diferentes linguagens e representações (técnicas) como, por exemplo, um manual
de instalação de equipamento, características de aparelhos eletrodomésticos, ou
96
esquemas de montagem de móveis.” (BRASIL, 2002b, p.63-64) O docente pode
também avaliar com seus alunos as fichas técnicas de veículos disponíveis nos
sítios das montadoras. Nessas fichas geralmente há informações sobre: tempo para
acelerar de 0 a 100km/h, valor do torque, valor da potência do motor do veículo,
relação peso/torque, consumo, cilindrada, etc. Enfim, há uma série de informações
nestas fichas que o docente pode trabalhar com seus alunos. Com isso promove
competências para fazer crítica a veículos e comparações. Além disso, contribui
para que o estudante no futuro possa fazer uma escolha mais consciente de seu
primeiro veículo, uma vez que, também devemos almejar a preparação dos
estudantes não apenas para o ENEM, mas também para ser um cidadão crítico e
atuante, preparado para usar a Física também para enfrentar situações-problema de
seu dia-a-dia.
A habilidade menos exigida foi a H7 (10%) que explora critérios para a
comparação de materiais tendo em vista a defesa do consumidor.
5.2.3 Categorização das questões inseridas na competência 3
A competência de área 3 possui a seguinte redação : “Associar intervenções
que resultam em degradação ou conservação ambiental a processos produtivos e
sociais e a instrumentos ou ações científico-tecnológicos.”
Com a observação da redação da competência 3 e análise dos testes
(Quadro 15 disponível no apêndice A) emergiram aqui cinco categorias. Elas
surgiram ao analisarmos a questão e tentarmos responder que tipo de intervenções
resultam em degradação ou conservação ambiental explorada pela situação-
problema e que intervenções estariam associadas aos processos produtivos e
sociais e aos instrumentos ou ações científico-tecnológicos.
Sendo assim, percebemos que as situações-problema pertencentes a esta
competência poderiam ser agrupadas nas cinco seguintes categorias:
a) aproveitamento de lixo para produção de combustíveis visando
conservação ambiental;
b) aproveitamento de energia que seria dissipada para produção de mais
energia útil;
c) intervenções que mostram incentivo ao uso de energia limpa;
97
d) previsão de impactos ambientais e econômicos de certas intervenções
humanas;
e) outro.
Agrupando os testes nas suas respectivas categorias obtemos o quadro 10 a
seguir:
Quadro 10 - Distribuição dos itens nas categorias emergentes pa ra o grupo de questões inseridas na competência 3
CATEGORIA QUESTÕES TOTAL POR CATEGORIA
Aproveitamento de lixo para
produção de combustíveis visando
conservação ambiental
Q37-P09V Q10-P09V
2
Aproveitamento de energia que
seria dissipada para produção de
mais energia útil
Q48-P2ªap10
1
Intervenções que mostram
incentivo ao uso de energia limpa
Q87-P1ªap10 Q60-P1ªap10
2
Previsão de impactos ambientais
e econômicos de certas
intervenções humanas
Q57-P1ªap10
Q8-P09A
2
Outro Q42-P09V 1
P= Prova; V=Vazou; A=Aplicada; ap = aplicação; Q= Questão ; 09=Ano de 2009; 10=ano de 2010;
Fonte: Dados da pesquisa.
A seguir especificamos do que trata cada uma dessas categorias.
5.2.3.1 Categoria aproveitamento de lixo para produ ção de combustíveis
visando conservação ambiental
Esta categoria abrange questões que abordam o reaproveitamento de lixos
(óleo, borra de café) para produção de biocombustíveis.
98
5.2.3.2 Categoria aproveitamento de energia que ser ia dissipada para produção
de mais energia útil
Esta categoria aborda questões que realizam intervenções que permitem o
aproveitamento de energia que seria dissipada para geração de mais energia útil,
melhorando a eficiência de todo o processo de obtenção de energia útil.
5.2.3.3 Categoria intervenções que mostram incentiv o ao uso de energia limpa
Abrange questões que exploram o conhecimento sobre formas limpas de
obtenção de energia elétrica, como é o caso das usinas geotérmicas e fotovoltaicas.
5.2.3.4 Categoria previsão de impactos ambientais e econômicos de certas
intervenções humanas
Abrange questões que exigem a análise dos impactos ambientais de
determinadas intervenções humanas como, por exemplo, a instalação de usinas
hidrelétricas ou a industrialização de cidades.
5.2.3.5 Categoria outro
Questões que não se enquadram em nenhuma das categorias anteriores
ficaram na categoria Outro.
5.2.3.6 Discussões
Estas categorias emergentes retratam bem a competência em foco, pois
expressam o tipo de análise que o estudante deve saber fazer ao concluir a
educação básica no sentido expresso pela competência 3 que é “ associar
intervenções que resultam em degradação ou conservação ambiental a processos
produtivos e sociais e a instrumentos ou ações científico-tecnológicos.”
Estas categorias nos permitem propor algumas orientações aos professores
com relação a um ensino que considere a preocupação de preservação ambiental
para a manutenção futura da vida na terra.
99
A categoria Aproveitamento de lixo para produção de combustívei s
visando conservação ambiental mostra ao docente a importância de trabalhar com
os alunos a questão da reciclagem, pois além de apresentar as teorias da Física é
sensato discutir também ações que possam melhorar a qualidade do ambiente.
Além disso, possibilita abordar a possibilidade de reaproveitamento de determinados
tipos de lixo para a produção de energia útil, conscientizando sobre a
responsabilidade de cada um para com o meio ambiente e as consequências de
nossas atitudes. Uma possibilidade é fazer exposições dos aspectos negativos de
determinadas ações, apresentando possíveis catástrofes que acontecem quando
não se cuida do ambiente. É importante desenvolver no aluno o apreço e a
consciência cidadã para com o outro e com a natureza, ao compreender que há uma
reação para todas as ações realizadas sobre o planeta. Devemos discutir com os
estudantes os limites dos recursos naturais.
A categoria Aproveitamento de energia que seria dissipada para
produção de mais energia útil sinaliza uma preocupação com a melhoria da
eficiência de processos de produção de energia útil, evitando-se assim o desperdício
de energia e prolongando nossas reservas de recursos energéticos não renováveis.
Nessa linha o docente pode apresentar processos de geração de energia útil e
discutir com os alunos as alternativas para se aumentar a eficiência do processo. A
questão Q48-P2ªap10 mostra que os alunos precisam ter contato com métodos de
aumento da eficiência energética como, por exemplo, a co-geração que proporciona
a redução de emissão de gases de efeito estufa, contribuindo para isso o aumento
da eficiência energética do processo, que implica em menos gasto energético para
mais energia produzida e, por conseguinte, menor impacto ambiental.
As categorias “Intervenções que mostram incentivo ao uso de energi a
limpa” e “ Previsão de impactos ambientais e econômicos de cer tas
intervenções humanas” sinalizam a relevância de se trabalhar com os estudantes
todas as possíveis formas de usinas geradoras de energia elétrica, discutindo
principalmente as vantagens e desvantagens de cada tipo de usina tanto do ponto
de vista econômico, quanto do ponto de vista ambiental, sem deixar de lado a
abordagem da Física envolvida em cada sistema. O novo ENEM nos mostra que o
capítulo de energia não deve ser abordado somente do ponto de vista dos tipos de
energia e seus cálculos, devendo ir além, ao procurar incorporar as várias
100
possibilidades de geração de energia útil. Mostra-se essencial observar na escolha
dos livros didáticos as discussões sobre impactos ambientais, além das possíveis
formas de usinas geradoras de eletricidade.
As categorias que emergiram de nossa análise nesta competência e as
possíveis orientações aos docentes que surgiram estão também em harmonia com
as competências em Física citadas pelos PCN+ para o estudante concluinte da
educação básica. Segundo o documento, o discente deve saber:
Promover situações que contribuam para a melhoria das condições de vida da cidade onde vive ou da preservação responsável do ambiente, conhecendo estruturas de abastecimento de água e eletricidade de sua comunidade e dos problemas delas decorrentes, sabendo posicionar-se, argumentar e emitir juízos de valor. (BRASIL, 2002b, p.68)
Verifica-se também que a maioria das questões inseridas nesta competência
são qualitativas e abordam de alguma maneira o grande tema “energia”. Significa
que o tema energia não deve ser trabalhado somente de forma quantitativa. A
competência 3 possui cinco habilidades. As questões pertencentes a esta
competência exigiram duas destas habilidades, a H8 e a H10. A habilidade 10 foi
observada em 3 questões e a H8 ficou com as outras 4 questões.
A habilidade 10 exige o saber: “ Analisar perturbações ambientais,
identificando fontes, transporte e(ou) destino dos poluentes ou prevendo efeitos em
sistemas naturais, produtivos ou sociais.” Esse grupo de questões inseridas nesta
habilidade reforça nossas orientações de que o novo ENEM apresenta situações-
problema com características de preocupação com a preservação do meio
ambiente.
A habilidade 8 exige o saber : “Identificar etapas em processos de obtenção,
transformação, utilização ou reciclagem de recursos naturais, energéticos ou
matérias-primas, considerando processos biológicos, químicos ou físicos neles
envolvidos.” Como a maioria das questões desta competência ficou nesta
habilidade, reforçamos a importância de se trabalhar com nossos estudantes a
identificação de etapas em processos de transformação de recursos energéticos.
Percebe-se questões inseridas nesta habilidade exigindo a necessidade do
estudante conhecer as várias formas de geração de energia elétrica e também os
benefícios e malefícios que cada tipo de usina geradora proporciona.
101
Mais uma vez, observando as categorias emergentes do conjunto de
questões desta competência e habilidades exploradas por elas, verificamos mais
harmonia do novo ENEM com a proposta dos PCN+ para o ensino de Física. Os
parâmetros dizem que para o desenvolvimento de competências e habilidades no
estudante:
[...] será ainda indispensável aprofundar a questão da “produção” e utilização de diferentes formas de energia em nossa sociedade, adquirindo as competências necessárias para a análise dos problemas relacionados aos recursos e fontes de energia no mundo contemporâneo, desde o consumo doméstico ao quadro de produção e utilização nacional, avaliando necessidades e impactos ambientais. (BRASIL, 2002b, p.70)
Ainda nesta linha, os parâmetros também aconselham:
• Identificar as diferentes fontes de energia (lenha e outros combustíveis, energia solar etc.) e processos de transformação presentes na produção de energia para uso social. • Identificar os diferentes sistemas de produção de energia elétrica, os processos de transformação envolvidos e seus respectivos impactos ambientais, visando ás escolhas ou análises de balanços energéticos. • Acompanhar a evolução da produção, do uso social e do consumo de energia, relacionando-os ao desenvolvimento econômico, tecnológico e à qualidade de vida ao longo do tempo. (BRASIL, 2002b, p.74)
Estas citações dos PCNs que vamos colocando ao longo de nosso texto
também podem ser absorvidas pelos docentes como orientações para sua prática de
ensino e consequente melhor preparação dos estudantes para o novo exame e para
a vida, uma vez que estamos percebendo compatibilidade entre o novo ENEM e os
PCNs.
5.2.4 Categorização das questões inseridas na competência 5
As categorias emergentes desta competência surgiram à medida que fomos
olhando para as questões desta competência (Quadro 16, apêndice A) e procurando
fazer a seguinte pergunta olhando para o texto da competência 5: Quais contextos
estão sendo aplicados os métodos e procedimentos próprios das ciências naturais ?
Uma vez que a competência 5 apresenta a seguinte redação: “Entender métodos e
procedimentos próprios das ciências naturais e aplicá-los em diferentes contextos.”
102
Agrupamos as questões em duas categorias que nasceram:
a) cotidiano;
b) científico.
A seguir definimos o que caracteriza cada categoria emergente.
5.2.4.1 Categoria cotidiano
Nesta categoria colocamos as questões relacionadas com um contexto de
vivência cotidiana. Também se incluem nesta categoria temas bastante falados na
TV, pois se subentende a TV como parte do cotidiano de um grande número de
pessoas.
5.2.4.2 Categoria científico
Nesta categoria inserimos as questões não ligadas com o cotidiano da
maioria das pessoas. Questões mais ligadas com situações de comunidades
científicas.
5.2.4.3 Discussões
As questões se apresentam separadas nestas categorias no quadro 11
seguinte:
Quadro 11 - Distribuição dos itens nas categorias e mergentes para o grupo de questões inseridas na competência 5
CATEGORIA QUESTÕES TOTAL POR CATEGORIA
Cotidiano
Q24-P09A Q72-P1ªap10 Q64-P2ªap10
3
Científico
Q18-P09V Q31-P09V Q40-P09V Q29-P09A
Q86-P2ªap10
5
Fonte : Dados da pesquisa.
103
Estas duas categorias estão relacionadas com contextos em que se inserem
os procedimentos das ciências naturais, uma relacionada com situações vivenciadas
no cotidiano dos estudantes e outra mais relacionada a temas mais específicos da
comunidade científica.
A categoria Cotidiano aborda situações que podem estar no cotidiano de
grande parte dos candidatos, como, por exemplo, o método de leitura de um relógio
de luz. Inserimos nesta categoria questões que procuram mencionar no enunciado
situações presentes no dia a dia das pessoas, mesmo que a questão exija do
solucionador conceitos internos à Física.
Na categoria Científico , colocamos as questões mais ligadas com situações
descontextualizadas do convívio social, como por exemplo, situações-problemas
relacionadas com decaimento radioativo, análise de gráficos de dilatação irregular
da água, energia potencial elástica, etc. Seriam situações encontradas mais em
literatura específica.
A categoria Científico indica ao docente que também é essencial o trabalho
com conceitos/situações que nem sempre vão estar ligados ao dia-a-dia dos alunos.
Na medida do possível também pode-se abordar tópicos que contribuam para o
prosseguimento de estudos dos educandos em outros níveis mais avançados.
Lembrando que na perspectiva do novo EM não se deseja um ensino
exclusivamente propedêutico.
A categoria Cotidiano nos mostra a relevância de incorporar nas aulas de
Física a leitura e interpretação de medidores de variados tipos: relógio de luz, relógio
de água, dentre outros medidores. Esta pesquisa do mestrado profissional tem
contribuído muito para a mudança de minha prática profissional. Esse trabalho me
fez levar para sala de aula a questão Q72-P1ªap10 que explora o saber fazer a
leitura de um relógio de luz. Levei também uma conta de luz e procurei trabalhar
com os estudantes a aprendizagem do saber fazer a leitura correta no medidor de
energia elétrica, além de cálculos relacionados ao consumo de energia elétrica.
Percebi que os alunos ficaram mais entusiasmados em comparação com outras
aulas em que não fiz a ponte entre a Física e o dia-a-dia. Também achei
interessante que alguns alunos solicitaram para a aula seguinte aprender sobre o
medidor de água e também sobre a conta de água. Muitos alunos até sinalizaram
que gostaram de aprender sobre o processo de leitura do relógio de luz, pois
104
pretendem verificar se a companhia de energia não está praticando cobranças
incorretas. Relato esta mudança em minha prática docente como reforço ao
investimento docente na exploração de diversos medidores de grandezas físicas
existentes no cotidiano. Percebemos também na categoria Cotidiano o acordo com
uma das competências apontadas pelo PCN+ como desejável para o estudante ao
término da escolaridade básica que é o saber: “ler um medidor de água ou de
energia elétrica”. (BRASIL, 2002b, p.63)
Destacamos que questões relacionadas com o cotidiano nos parece forte no
novo ENEM, uma vez que outra categoria com esse mesmo tema já emergiu
também em outro grupo de itens de outra competência. Achamos normal o fato, uma
vez que as questões estão separadas por competência e a análise de conteúdo foi
feita separadamente para cada grupo de itens. Sendo assim, pode ocorrer de surgir
categorias de mesmo nome em grupo de questões em competências diferentes.
A nova manifestação da categoria “cotidiano ” reforça a ressonância do novo
ENEM com a proposta de um novo EM que busca a aquisição de competências
gerais. Segundo as OCEM:
Para se conduzir um ensino de forma compatível com uma promoção das competências gerais, é importante tomar como ponto de partida situações mais próximas da realidade do aluno. O primeiro passo de um aprendizado contextualizado pode vir da escolha de fenômenos, objetos e coisas do universo vivencial. Problemas do mundo real tendem a propiciar, freqüentemente, soluções mais criativas e são presumivelmente mais significativos e motivadores que problemas artificiais. É interessante, para os alunos, poderem trazer o mundo abstrato da Física para o mundo construído diariamente em suas experiências. (BRASIL, 2006, p.61)
A competência 5 é composta por três habilidades. Duas destas habilidades,
H17 e H18, inserem questões que contem alguma física das provas analisadas. A
H17 abrangeu 87,5% das questões e explora o saber relacionar informações
apresentadas em diferentes formas de linguagem e representação usadas nas
ciências físicas, como texto discursivo, gráficos, tabelas, relações matemáticas ou
linguagem simbólica. Constatamos que a grande maioria das questões pertencentes
à habilidade 17 explorou a interpretação de gráficos. Dessa maneira, podemos aqui,
orientar também os professores a trabalhar com mais intensidade as situações que
envolvem interpretação e análise de gráficos. Esta nossa constatação também
105
corrobora com orientações para o ensino de Física dos PCN+ que colocam como
competência esperada para o indivíduo ao final da escolaridade básica o saber:
Ler e interpretar corretamente tabelas, gráficos, esquemas e diagramas, apresentados em textos. Por exemplo, interpretar um gráfico de crescimento, ou da variação de temperaturas ambientes; compreender o esquema de uma montagem elétrica; ler um medidor de água ou de energia elétrica; interpretar um mapa meteorológico ou uma fotografia de radiação infravermelha, a partir da leitura de suas legendas. (BRASIL, 2002b, p.63)
Das questões que analisaram gráficos, apenas uma exigiu conceitos Físicos
externos ao enunciado. Isso ocorreu com a questão Q64-p2ªap10, que para ser
solucionada exigia o conhecimento do conceito e fórmula de aceleração. O
estudante também poderia resolvê-la usando apenas o conceito de aceleração.
Também observamos que apenas uma questão inserida nesta competência
podia ser resolvida com uso de fórmulas de física. As outras não necessitam de
equação.
Exigindo a habilidade H18 encontramos apenas uma questão que explora a
analogia de situações.
5.2.5 Categorização das questões inseridas na competência 6
A competência 6 possui a seguinte redação: “Apropriar-se de conhecimentos
da física para, em situações problema, interpretar, avaliar ou planejar intervenções
científico-tecnológicas.”
As categorias emergentes desta competência foram surgindo ao tentarmos
responder a seguinte pergunta olhando para a competência 6: Que tipo de
avaliação/interpretação/planejamento a situação-problema está exigindo do
solucionador com o uso dos conhecimentos da Física?
Olhando exaustivamente para as 32 questões pertencentes a esta
competência (Quadro 17, apêndice A) e procurando responder a pergunta anterior
surgiu-se as 6 seguintes categorias:
a) fazer interpretação de experimentos;
b) fazer projetos/previsões com o auxilio da Física usando cálculos;
c) funcionamento de aparelhos/aparatos tecnológicos;
106
d) explicação de fenômenos naturais;
e) previsões ligadas à redução de impactos ambientais/ economia de energia;
f) outro.
Agrupando as questões em cada uma dessas categorias obtemos o quadro
12 seguinte:
Quadro 12 - Distribuição dos itens nas categorias e mergentes para o grupo de questões inseridas na competência 6
CATEGORIAS QUESTÕES TOTAL POR CATEGORIA
Fazer interpretação de
experimentos
Q65-P2ªap10 Q58-P1ªap10 Q75-P1ªap10
3
Fazer projetos/previsões
com o auxilio da Física
usando cálculos
Q17-P09A Q45-P09V Q30-P09A Q35-P09A Q38-P09A Q44-P09V
6
Funcionamento de
aparelhos/aparatos
tecnológicos
Q90-P2ªap10 Q28-P09V Q39-P09A
Q57-P2ªap10 Q70-P2ªap10 Q81-P2ªap10 Q85-P2ªap10
Q32-P09A Q52-P1ªap10
9
Explicação de
fenômenos naturais
Q53-P1ªap10 Q49-P2ªap10
Q1-P09V Q48-P1ªap10
4
Previsões ligadas à
redução de impactos
ambientais/ economia
de energia
Q35-P09V Q14-P09A Q19-P09V Q33-P09V Q20-P09A
5
Outro
Q32-P09V Q27-P09A
Q83-P1ªap10 Q13-P09V Q34-P09V
5
P= Prova; V=Vazou; A=Aplicada; ap= aplicação; Q=Q uestão ; 09=Ano de 2009; 10=ano de 2010
Fonte: Dados da pesquisa.
107
A seguir esclarecemos sobre cada categoria que surgiu da análise.
5.2.5.1 Categoria fazer interpretação de experimentos
Nesta categoria colocamos as questões que exigem a capacidade de fazer
interpretações/explicações relacionadas a demonstrações experimentais/brinquedos.
Por exemplo, a questão Q65-P2ªap10 exigiu do candidato saber explicar fisicamente
o porquê do movimento de descida do frasco do Ludião. O Ludião é uma
demonstração experimental que aparece em alguns livros didáticos e que pode ser
levado para a sala de aula como um recurso didático em aulas de hidrostática.
Outra questão que enquadramos nesta categoria foi a Q58-P1ªap10 que
exigiu do estudante saber explicar fisicamente um experimento realizado com a
água dentro de uma seringa. O estudante tinha que explicar fisicamente o motivo da
água voltar a ferver dentro de uma seringa quando se puxa o êmbolo da mesma.
Na Q75-P1ªap10 se aborda a interpretação de uma experiência simples
envolvendo a blindagem eletrostática e que pode ser pedida pelos professores a
seus alunos. Aborda a explicação do fato do celular não funcionar quando está
dentro de uma lata metálica fechada. Alguns livros didáticos trazem a proposta de
realização desta experiência em seu capítulo de campo elétrico.
Esta categoria é interessante porque nos indica que é essencial o professor
trabalhar com as atividades experimentais para complementação do processo de
ensino-aprendizagem. Sugerimos que os professores explorem a parte de atividades
experimentais dos livros didáticos. Mesmo que sua escola não possua um
laboratório de Física é importante incentivar os estudantes a realizarem
experiências, mesmo que sejam aquelas de baixo custo presentes em muitos livros.
Verifica-se que estas três experiências exigidas pelo ENEM para serem explicadas
não necessitam de materiais de custo elevado para serem elaboradas. Esta
categoria emergente nos sinaliza um incentivo para ao menos lidar com
experimentos simples. Pelo menos até a presente prova analisada, o ENEM não
pediu para explicar uma demonstração experimental de laboratório sofisticado. Por
exemplo, um professor que levou para seus alunos um Ludião ou pediu para eles a
sua construção e posteriormente fez uma discussão da Física envolvida no
108
brinquedo, com certeza proporcionou para seus alunos uma capacidade de solução
maior para esta questão do exame.
Verificamos também que esta categoria emergente tem sintonia com os PCN+
que orientam que:
É indispensável que a experimentação esteja sempre presente ao longo de todo o processo de desenvolvimento das competências em Física, privilegiando-se o fazer, manusear, operar, agir, em diferentes formas e níveis. É dessa forma que se pode garantir a construção do conhecimento pelo próprio aluno, desenvolvendo sua curiosidade e o hábito de sempre indagar, evitando a aquisição do conhecimento científico como uma verdade estabelecida e inquestionável. Isso inclui retomar o papel da experimentação, atribuindo-lhe uma maior abrangência, para além das situações convencionais de experimentação em laboratório. As abordagens mais tradicionais precisariam, portanto, ser revistas, evitando “ experiências” que se reduzem à execução de uma lista de procedimentos previamente fixados, cujo sentido nem sempre fica claro para o aluno. É tão possível trabalhar com materiais de baixo custo, tais como pedaços de fio, pequenas lâmpadas e pilhas, quanto com kits mais sofisticados, que incluem multímetros ou osciloscópios. A questão a ser preservada, menos do que os materiais disponíveis, é, novamente, que competências estarão sendo promovidas com as atividades desenvolvidas. Experimentar pode significar observar situações e fenômenos a seu alcance, em casa, na rua ou na escola, desmontar objetos tecnológicos, tais como chuveiros, liquidificadores, construir aparelhos e outros objetos simples, como projetores ou dispositivos óptico-mecânicos. Pode também envolver desafios, estimando, quantificando ou buscando soluções para problemas reais. (BRASIL, 2002b, p.84)
Os PCN colocam como competência almejável no indivíduo dentro do campo
da investigação e compreensão o saber: “Interpretar e criticar resultados a partir de
experimentos e demonstrações.” (BRASIL, 2002a, p.216)
5.2.5.2 Categoria fazer projetos/previsões com o au xilio da Física usando
cálculos
Esta categoria surgiu ao observarmos questões no novo ENEM que exigem
do solucionador o uso da Física para fazer avaliações/planejamento/previsões
através de cálculos. Por exemplo, na questão Q17-P09A o candidato deve avaliar,
usando a fórmula de aceleração centrípeta, o valor ideal para o raio da curva de uma
ferrovia, para que os passageiros não sofram desconfortos. Já a questão Q35-P09A
exigiu do estudante o cálculo da área ideal para o projeto de um dispositivo para
captar energia solar. São questões que exigem um planejamento de cálculo. A
109
questão Q45-P09V pede que o estudante calcule o valor em reais que será
acrescentado em uma conta de energia elétrica com a utilização de um secador
elétrico por um grupo de meninas durante certo período. Inicialmente, o estudante
terá que calcular a quantidade energia elétrica consumida pelo aparelho durante o
tempo previsto. Na questão Q35-P09A o estudante tem que fazer cálculos para
comparar o consumo de gasolina de um aquecedor a base de gerador de
eletricidade com um aquecedor a base de combustão direta da gasolina. Na
situação-problema Q38-P09A pode-se usar a fórmula de dilatação volumétrica para
prever a dilatação de um combustível com o aquecimento planejado e consequente
ganho financeiro ilícito de tal ação de um dono de posto. Na situação-problema Q44-
P09V o estudante tem que avaliar a velocidade de uma chuva com aplicação da
fórmula para o efeito Doppler para ondas eletromagnéticas.
Uma das orientações aos professores de Física é procurar propor aos alunos
problemas com uma perspectiva de dimensionamento correto para construção de
equipamentos, estradas, aparelhos... Ao ensinar um dado conteúdo o professor pode
buscar ou criar problemas nesta linha, ou seja, propor problemas de aplicação de
fórmulas de física dentro de um contexto de planejamentos diversos. Ao ensinar
dilatação, não se limitar a aplicação da fórmula de dilatação sem um contexto de
projeto. Por exemplo, pode se pedir para o estudante calcular o espaçamento ideal
de uma junta de dilatação de uma estrada de ferro que vai ser construída, ou uma
ponte.
Esta categoria também reforça que o docente não precisa deixar a fórmula de
Física de lado, ela guarda sua importância, desde que utilizada na medida correta. A
questão Q44-P09V apresenta uma fórmula no enunciado para que o estudante a use
para avaliar a velocidade de uma chuva. É uma fórmula do efeito Doppler deduzida
para o cálculo de velocidades de objetos através da incidência de micro- ondas. Esta
equação é pouco apresentada nos livros de ensino médio. Geralmente os livros de
educação básica trazem a fórmula do efeito Doppler para ondas mecânicas de som.
Outra sugestão importante é que o professor trabalhe a manipulação adequada das
fórmulas com a correta transformação de unidades, incorporando a análise
dimensional e as devidas transformações de unidades para atribuição de valores nas
fórmulas. Observando a questão Q44-P09V percebemos a relevância de se explorar
fórmulas que não estão nos livros do ensino médio; ou seja, sugere-se pelo menos a
110
apresentação de equações distintas do programa escolar aplicáveis a situações-
problema devidamente contextualizadas.
Sobre as fórmulas e cálculos em Física as orientações curriculares para o
ensino médio dizem o seguinte:
A Física também deve ser entendida como cultura, na medida em que a escola tem o dever de assegurar o acesso da população a uma parcela dos saberes produzidos. Não se trata, todavia, de abandonar os conteúdos ou partir para generalidades; os conteúdos devem ser explorados com rigor, mas devem passar por escolhas criteriosas e tratamento didático adequado, a fim de que não se resumam a amontoados de fórmulas e informações desarticuladas. Só a história não é suficiente, pois é necessário ir além do processo e compreendê-lo, para garantir a investigação. Longe de noções vazias e sem sentido, necessita-se ensinar “como as coisas funcionam”. É nessa perspectiva que entram os conteúdos específicos, inclusive o necessário uso dos cálculos. (BRASIL, 2006, p.54)
Os cálculos em Física são importantes e as fórmulas são necessárias, mas
precisam estar articuladas para que não pareçam sem significado.
Percebemos também, dentro desta categoria, questões que usam a Física
para cálculos ligados a dinheiro. Observamos questões na prova do novo ENEM que
usam a Física para avaliar lucros indevidos ou o custo financeiro de equipamentos
elétricos ligados durante certo período. Por exemplo, na questão Q38-P09A o
solucionador teria que avaliar, com o uso da fórmula de dilatação, o ganho financeiro
que o dono de um posto teria ao efetuar o aquecimento ilícito de seu combustível. Já
a questão Q45-P09V perguntou qual seria o acréscimo em reais em uma conta de
luz se um grupo de garotas passasse a utilizar um secador de cabelos por
determinado período. Aqui, a orientação ao professor é explorar situações cotidianas
que envolvam Física e dinheiro. Pedir aos alunos que interpretem suas contas de
luz, propor problemas relacionados à conta de luz ou até mesmo de água. Na conta
de água pode se explorar o conceito físico da vazão, além do custo do litro de água,
etc. O custo pode ser um motivador para se aprender Física, assim como o é para
aprender matemática. E por que não instruir os alunos sobre ações ilícitas usando
Física que podem provocar prejuízos aos consumidores, como por exemplo,
processo de adulteração de combustíveis.
O aluno que trabalhou em sala de aula uma conta de luz, com certeza teve a
facilidade para a solução da questão envolvendo a conta de energia aumentada.
111
Além, é claro, de ter preparado o estudante para a vida cotidiana, proporcionando-
lhe uma formação geral.
5.2.5.3 Categoria funcionamento de aparelhos/aparat os tecnológicos
Esta categoria emergiu ao observarmos um grupo de questões em que o
estudante tem que avaliar/interpretar situações ligadas ao funcionamento de
aparelhos/equipamentos/aparatos tecnológicos, em sua maioria pertencentes ao
cotidiano de grande parte das pessoas. Grande parte destes problemas exigem que
o estudante conheça a Física do funcionamento dos aparelhos. Também se
enquadra nesta categoria as questões que exigem do solucionador a comparação de
eficiência de aparelhos ou comparação da diferença de tipos de ondas emitidas por
equipamentos/aparelhos.
A Q39-P09A explora o funcionamento de uma geladeira e necessita que o
estudante saiba que no refrigerador o calor flui de forma não espontânea de dentro
para fora do mesmo.
A questão Q81-P2ªap10 o estudante tem que saber o princípio físico básico
de funcionamento de um dínamo de bicicleta.
A questão Q90-P2ªap10 aborda o entendimento de um tipo de densímetro,
presente nos postos de combustíveis, com o objetivo de dificultar as adulterações de
combustíveis.
A questão Q32-P09A exige do solucionador a interpretação da formação de
imagem em um filme usando raios x. Tirar um raio x é um procedimento bastante
corriqueiro para uma grande parte de pessoas. Acreditamos que quase todo mundo
algum dia já precisou tirar uma “Chapa”.
A situação-problema Q28-P09V explorou um aparato tecnológico usado para
dessalinização da água.
A situação-problema Q70-P2ªap10 explora o funcionamento de bobinas
usadas para induzir correntes elétricas no tecido cerebral.
Esse grupo de questões sinaliza que o professor deve trabalhar a Física das
coisas, neste caso a Física dos aparelhos, principalmente os presentes no cotidiano.
O professor pode observar equipamentos cotidianos e procurar discutir a Física
deles com seus alunos: que Física tem em um dínamo? Como funciona um
112
alternador de um automóvel? Como funciona um densímetro? Como funciona um
calibrador de pneus presente em um posto de gasolina? Qual a Física por trás dos
novos monitores de computadores? Como é um relógio de luz por dentro? Qual a
Física por trás das telas sensíveis ao toque dos modernos celulares? Qual a
necessidade do ponto de vista físico de um prato giratório dentro do aparelho de
micro-ondas? Qual a Física do GPS? ... Enfim, olhar a volta, observar as novas
tecnologias e procurar mostrar aos discentes a associação com a Física teórica
ensinada.
Há vários textos na internet que apresentam modernas tecnologias e a Física
contida nelas. O professor pode estar fazendo uso destes textos para explicar o
funcionamento de aparelhos do cotidiano.
A questão Q57-P2ªap10 comenta sobre celulares com telas sensíveis ao
toque e que usam dispositivos que armazenam carga para o funcionamento. A
questão pede para o estudante responder qual dispositivo elétrico é análogo ao
apresentado no texto da questão e uma aplicação prática do mesmo.
Ao professor recomendamos que trabalhe com dispositivos semelhantes e
suas aplicações. Mostra-se importante apresentar a base Física sem deixar de
explorar as aplicações práticas da teoria. O capacitor armazena carga e pode ser
usado na máquina fotográfica para a produção do flash. Quais outros equipamentos
fazem uso de capacitores? Por exemplo, pode-se discutir com os alunos o que tem
em comum a campainha, o dínamo, gravadores e receptores, para posteriormente
efetuar a discussão teórica da bobina apresentando a Lei de Faraday. Esta sugestão
vai em direção ao proposto pelo GREF que focaliza um trabalhar com a “Física das
coisas” ao invés das “coisas da Física”. O docente pode selecionar equipamentos
que possuem uma base Física semelhante e discutir com os estudantes.
A questão Q85-P2ªap10 exige do estudante a explicação do motivo da
diferença do alcance das ondas do celular quando comparadas com o alcance das
ondas de rádio.
A questão Q52-P1ªap10 exigiu do solucionador a comparação entre fornos de
micro-ondas. O estudante tinha que avaliar a característica física que dava ao forno
o título de mais “eficiente”. O estudante deveria pensar que o ser eficiente aqui
estava no sentido de realizar a tarefa em menos tempo.
Desta categoria também podemos extrair que trabalhar a questão da
comparação entre aparelhos é necessário. O professor pode pensar em propor
113
problemas neste âmbito de comparação para seus alunos. O professor pode propor
aos alunos as situações-problema que comparam equipamentos, tipos de ondas,
eficiência de equipamentos. O docente pode pensar em propor problemas de análise
de eficiência de diversos aparelhos, como o que foi feito com o de micro-ondas da
questão Q52-P1ªap10. Pode se sugerir propostas de comparação entre lâmpadas,
aquecedores resistivos, refrigeradores, celulares, monitores, motores, etc. Podem-se
realizar atividades experimentais neste sentido.
Informamos aos professores que a palavra “funcionamento” é recorrente nos
PCN+ que dizem:
[...] menos ênfase deve ser dada, por exemplo, às escalas termométricas, e mais atenção aos aspectos propriamente termodinâmicos, envolvendo o funcionamento de máquinas térmicas, o próprio conceito de calor e modelos explicativos sobre seu trânsito na matéria, seja no nível macroscópico ou microscópico. (BRASIL, 2002b, p.73)
Os PCN+ comentam que para o educando adquirir determinadas
competências é importante o mesmo:
[...] reconhecer a relação entre fenômenos magnéticos e elétricos para explicar o funcionamento de motores elétricos e seus componentes, interações envolvendo bobinas e transformações de energia. (BRASIL, 2002b, p.76) [...] compreender o funcionamento de diferentes geradores, para explicar a produção de energia em hidrelétricas, termelétricas etc.. Utilizar esses elementos na discussão dos problemas associados desde a transmissão de energia até sua utilização residencial. (BRASIL, 2002b, p.77) [...] compreender o funcionamento de circuitos oscilantes e o papel das antenas, para explicar a modulação, emissão e recepção de ondas portadoras, como no radar, rádio, televisão ou telefonia celular. (BRASIL, 2002b, p.77)
Ao observarmos as questões que exploram aparelhos baseados em indução
eletromagnética inseridas nesta categoria (questões Q81-P2ªap10 e Q70-P2ªap10)
percebemos a necessidade de mais uma orientação ao professor que poderia ser
feita com relação ao programa de conteúdos de Física do novo ENEM. Não é citado
na matriz de conteúdos do novo exame o tema indução eletromagnética. Pensamos
que alguns professores poderiam ficar com dúvida se este tema seria ou não
cobrado, devido à maneira com que aparecem os tópicos de eletromagnetismo no
programa divulgado pelo MEC. Da maneira como está, dá a entender que seria
114
cobrado apenas o velho “magnetismo”, uma vez que alguns livros didáticos até
costumam fazer a separação entre magnetismo (em que se discute apenas campo
magnético de imãs) e eletromagnetismo(em que se introduz a possibilidade de
criação de campos magnéticos por meio de correntes elétricas).
O programa de conteúdos de eletricidade apresentado na matriz de referência
do novo exame está a seguir:
Fenômenos Elétricos e Magnéticos - Carga elétrica e corrente elétrica. Lei de Coulomb. Campo elétrico e potencial elétrico. Linhas de campo. Superfícies equipotenciais. Poder das pontas. Blindagem. Capacitores. Efeito Joule. Lei de Ohm. Resistência elétrica e resistividade. Relações entre grandezas elétricas: tensão, corrente, potência e energia. Circuitos elétricos simples. Correntes contínua e alternada. Medidores elétricos. Representação gráfica de circuitos. Símbolos convencionais. Potência e consumo de energia em dispositivos elétricos. Campo magnético. Imãs permanentes. Linhas de campo magnético. Campo magnético terrestre. (BRASIL, 2009f, p.19-20)
A partir de nossa análise é possível inferir que o tema indução
eletromagnética é exigido no novo ENEM e estaria implícito no tema “campo
magnético” citado na matriz de objetos de conhecimento de Física.
5.2.5.4 Categoria explicação de fenômenos naturais
Esta categoria surgiu ao observarmos questões que exigem do solucionador o
uso de conceitos da Física para interpretar/explicar fenômenos naturais. Por
exemplo, a Q33-P1ªap10 exigiu a interpretação do motivo do sumiço de uma das
listas mais proeminentes do planeta Júpiter. A situação-problema Q48-P1ªap10
exigiu a explicação de como se dá a transmissão natural de ondas de rádio através
da ionosfera terrestre entre o litoral do Brasil e a região amazônica. A situação-
problema Q49-P2ªap10 exigiu do solucionador a avaliação do motivo físico da
mudança de posição da sombra de uma árvore ao longo do dia. O item Q1-P09V
aborda o conhecimento de uma etapa dentro do fenômeno natural que é o ciclo da
água.
A sugestão emergente desta categoria para o professor seria procurar
trabalhar com os estudantes a interpretação física dos fenômenos que ocorrem na
natureza, desde fenômenos visíveis a olho nu até mesmo aqueles presentes em
fotografias de revistas científicas. Procurar pegar artigos científicos, principalmente
115
os relacionados à astronomia e relacionar a Física ensinada na escola para
descrever, ainda que superficialmente, o fenômeno natural ocorrido. Discutir com os
alunos os fenômenos naturais presentes no dia-a-dia, entre os quais, abordar a
mudança nas fases da lua, o que provoca a mudança das estações do ano, o porquê
da mudança da coloração do céu ao longo do dia, o que provoca o surgimento de
um tornado, o que provoca uma onda de Tsunami, a origem de terremotos, etc..
Percebemos nesta categoria proximidade com orientações dos PCN que ressaltam a
importância de dar ao ensino de Física novas dimensões. Nessa nova dimensão os
PCN sugerem: “[...] promover um conhecimento contextualizado e integrado à vida
de cada jovem. Apresentar uma Física que explique a queda dos corpos, o
movimento da lua ou das estrelas no céu, o arco-íris [...]” (BRASIL, 2002a, p.230).
5.2.5.5 Categoria previsões ligadas à redução de im pactos ambientais/
economia de energia
Nesta categoria se enquadram as questões que exigem do solucionador
análises que de alguma maneira proporcionam a redução de impactos no meio
ambiente ou o conhecimento de possíveis impactos ambientais.
Na questão Q35-P09V o estudante deve saber escolher o material adequado
em termos de calor específico e capacidade térmica para a construção de uma
quadra com o intuito de possibilitar um melhor conforto térmico a posteriori. Ou seja,
deve-se escolher materiais de maneira adequada para evitar danos à natureza local,
como por exemplo, o surgimento de ilhas de calor.
Na questão Q33-P09V o estudante deve escolher um sistema que traz menor
impacto ambiental para se aumentar o investimento em sua implementação. Ou seja,
para responder a esta questão o aluno deveria considerar que investir na energia
solar é mais interessante principalmente por ser uma forma de energia não poluente.
Embutimos também nesta categoria as questões que o solucionador tem que avaliar
ações/medidas que resultam em economia de energia, uma vez que economizando-
se energia temos redução de impactos negativos ao meio ambiente. Por exemplo,
na questão Q20-P09A o estudante deve saber escolher qual ação pode resultar em
uma economia de energia em uma estação geradora de eletricidade abastecida por
combustível fóssil.
116
Na questão Q14-P09A o estudante deve avaliar que medida pode ser adotada
para reduzir perdas em processos de conversão de energia que ocorrem desde a
saída da energia da usina geradora de eletricidade até o seu uso em aparelhos
elétricos em moradias. A questão Q19-P09V explora o conhecimento da usina
geotérmica. Consideramo-la pertencente a esta categoria, por apresentar alternativa
que compara usinas nucleares e geotérmicas com relação a riscos decorrentes de
ambas. A questão Q19-P09V necessita que o candidato conheça as várias formas
de usinas geradoras de eletricidade e saiba avaliar o que elas podem ter de
análogas. Isso reforça que o professor deve investir na discussão dos diversos tipos
de usinas geradoras de energia elétrica, não deixando de frisar o que elas possuem
de semelhantes.
O surgimento desta categoria sinaliza para o professor a importância de
trabalhar com os alunos situações-problema que abordem análise de impactos
ambientais proporcionados por determinadas escolhas. Sugerimos aos docentes que
apresentem os processos de geração de energia útil não deixando de incorporar
principalmente os impactos ambientais que cada processo pode ocasionar. Com
isso, o aluno vai adquirir competências para avaliar a melhor escolha. Ao ensinar
capacidade térmica e calor específico, procurar mostrar aos alunos a importância
deste conceito para avaliar o melhor material para projetos de construções variadas.
É benéfico se discutir a Física, considerando também os malefícios de certas
escolhas. Esta categoria possui harmonia com os PCN+ que sinalizam a importância
do estudante saber “identificar os diferentes sistemas de produção de energia
elétrica, os processos de transformação envolvidos e seus respectivos impactos
ambientais, visando escolhas ou análises de balanços energéticos.” (BRASIL,
2002b, p.74)
Também há ressonância desta categoria com as orientações curriculares para
o ensino médio que comentam que:
Uma formação crítica exige por parte dos sujeitos a capacidade de discutir abertamente questões resolvidas em instâncias tecnocráticas, que devem estar amparadas em sólida formação científica e tecnológica. Implica que seja possível discriminar o domínio da ciência e da tecnologia do debate ético e político. O critério utilizado para a compra de uma geladeira contém aspectos técnicos e pode ser auxiliado por conhecimentos científicos. Mas quando se solicita a posição do cidadão sobre clonagem, pesticidas agrícolas ou uso de energia nuclear, entra também o debate ético e político, na medida em que esse uso compromete a própria existência humana. Mesmo quando se defende a clonagem terapêutica ou o uso pacífico da
117
energia nuclear, devem ser discutidos os perigos potencialmente envolvidos nisso, já que a história deixou ensinamentos tão dolorosos quanto os escombros de Hiroshima. A formação por competências deve ter por objetivo possibilitar ao sujeito opinar nessas esferas. (BRASIL, 2006, p.47)
Por fim, esta categoria emergente também mostra a necessidade do professor
trabalhar com seu alunado a análise de ações que resultem em economia de
energia em processos de conversão de energia ocorridos em usinas geradoras de
energia elétrica e em linhas de transmissão. Verifica-se também a importância do
docente explorar ações/intervenções que resultem em economia de energia elétrica
também dentro das moradias dos estudantes.
É importante que o conceito de eficiência energética seja bem trabalhado
pelos professores e que os alunos compreendam que a eficiência de um processo
de conversão de energia é definida como a razão entre a produção de energia ou
trabalho útil e o total de entrada de energia no processo. O professor pode trabalhar
com comparação de processos mais e menos eficientes, para que o conceito de
eficiência/rendimento fique bem claro para os estudantes e com isso os tornem mais
aptos a solucionar situações-problema que requerem este tipo de avaliação.
5.2.5.6 Categoria outro
Nesta categoria colocamos as questões que não se enquadram nas 5
categorias anteriores. Faremos alguns comentários sobre algumas questões
inseridas nesta categoria que permitem produzir orientações importantes aos
docentes. Destacamos a questão Q32-P09V que exige do solucionador saber
explicar o porquê de determinada relação entre grandezas físicas em uma equação.
O estudante que desenvolveu bem a habilidade de fazer uma dedução de fórmula
estaria mais preparado para solucionar este problema. O aparecimento desta
situação-problema nos força a orientar os professores de Física a trabalhar, na
medida do possível, a parte de dedução de fórmulas. O professor, além de
apresentar a equação, deve mostrar aos alunos o porquê das relações entre as
grandezas. Por exemplo, ao apresentar a fórmula de energia cinética ,
discutir com o estudante o porquê da dependência da energia cinética do quadrado
da velocidade.
118
Também inserimos nesta categoria uma situação-problema que exige do
solucionador a avaliação do motivo da facilitação proporcionada por determinada
ação/intervenção física a ser realizada para facilitar a execução de uma
obra/trabalho. Nesta perspectiva temos a questão Q83-P1ªap10 que solicita ao
estudante indicar a razão Física de um grupo de trabalhadores conseguirem retirar
uma escultura de dentro de uma piscina se ela estiver preenchida com água, sendo
que sem a água não conseguiram.
Também deixamos nesta categoria a questão Q13-P09V que aborda o
conhecimento da importância do elevado calor latente da água para a manutenção
da vida e a questão Q34-P09V que necessita que o estudante tenha o conhecimento
escolar do conceito de calor de vaporização da água para ser solucionada. Estas
duas questões sugerem que os professores invistam em suas aulas em temas
relacionados à água. Os conceitos físicos relacionados à mudança de fase merecem
ser abordados: calor de fusão, calor de vaporização, nomenclatura das mudanças
de fase, etc. Observamos que estes conceitos não são apresentados no enunciado
destas questões, o que nos remete a supor que os estudantes devem incorporar
estes conceitos.
Por fim, também não se enquadrou nas outras categorias uma questão que
exige do solucionador a avaliação da veracidade de afirmativas acerca de conceitos
físicos. Na questão Q27-P09A o estudante tem que avaliar uma afirmativa incorreta
envolvendo o conceito de peso e massa.
5.2.5.7 Discussões
Esta competência 6 compreendeu 32 questões de Física. A competência 6 é
composta por 4 habilidades. As 4 habilidades foram exploradas pelas questões do
novo ENEM. A habilidade 21 foi a mais explorada, abrangendo cerca de 56% das
questões inseridas nesta competência. A habilidade 20 correspondeu a 25% das
questões. A Habilidade 22 correspondeu a 9% e a habilidade 23 abrangeu 9 % das
questões.
A Habilidade 21 consiste em: “Utilizar leis físicas e (ou) químicas para
interpretar processos naturais ou tecnológicos inseridos no contexto da
termodinâmica e(ou) do eletromagnetismo.” Isso significa que a maior parte das
questões desta competência exploraram conteúdos de Física ligados a
119
termodinâmica e ao eletromagnetismo. Destas, 9 questões abordaram
exclusivamente Termodinâmica, 7 questões abordaram apenas Eletromagnetismo e
2 questões trabalharam juntamente com Termodinâmica e Eletromagnetismo. Esta
análise sugere que o professor não pode deixar de lado os capítulos de
termodinâmica e eletromagnetismo. Em Termodinâmica concentrou-se o maior
número de questões desta habilidade.
A habilidade 20 também merece destaque, pois foi a segunda a englobar
maior número de questões. Esta habilidade contem situações-problema que lidam
com o grande tema da “mecânica”.
Temos também um grupo de questões incluídas na habilidade 23 que trabalha
com o grande tema ENERGIA e um grupo de questões inseridas na habilidade 22
que explora a interação entre a radiação e a matéria.
120
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS
De uma maneira geral, percebemos que muitas orientações que surgiram das
categorias emergentes concordaram com orientações dos PCNs. Desta maneira,
uma última constatação que fazemos é que a prova do novo ENEM se aproxima
bastante da proposta dos PCN e PCN+. Por conseguinte, indicamos aos docentes a
fazerem a leitura destes documentos para a aquisição de mais ferramentas para a
preparação dos estudantes para o novo ENEM.
Percebemos também itens com uma característica de um ensino de Física
mais clássico, como por exemplo, uma questão que explorou a análise de um
circuito elétrico misto de vários resistores associados dentro de um contexto
hipotético, que se for subtraído do item não impede sua resolução. Isto sugere que
apesar de percebermos itens no novo ENEM que se aproximam da perspectiva de
um novo ensino de Física como sugerido nos PCNs, ainda verificamos
características de um ensino clássico de Física no novo ENEM, como
tradicionalmente abordado em provas de vestibulares. Talvez isto seja reflexo de
uma visão mais conservadora de alguns elaboradores de itens para o novo exame.
Fizemos primeiramente uma análise mais geral das questões e
posteriormente uma análise dos itens agrupados por competência e habilidade. Da
análise mais geral concluímos inicialmente que no novo ENEM predominam-se as
questões qualitativas sobre as quantitativas, até a edição de 2010 do exame. A
maior parte das questões estudadas cobram uma Física mais conceitual, sem
necessidade de cálculos matemáticos/aplicação de fórmulas. Entretanto, verificamos
que a maioria das questões quantitativas do novo exame podem ser solucionadas
com o uso de fórmulas tradicionais de Física. Dentre as questões quantitativas,
apenas uma questão apresentou a fórmula de Física no enunciado para a solução
da questão.
Também concluímos que há um maior número de itens que trabalham apenas
com uma grande área da Física em seus enunciados. Todavia, 23 % das questões
estudadas exploram mais de um conteúdo de Física na mesma questão. Dos
tradicionais conteúdos da Física observamos que os mais explorados até o
momento foram a eletricidade, mecânica e termodinâmica. A óptica geométrica e a
Física moderna foram pouco exploradas nas quatro provas estudadas. Observamos
questões envolvendo radioatividade/Física Nuclear, todavia, destacamos aos
121
docentes que a radioatividade/Física Nuclear aparece na matriz de referência do
novo ENEM dentro do conjunto de objetos de conhecimento de Química. Não há
menção à Física Moderna dentro do conjunto de objetos de conhecimento de Física
da matriz do novo ENEM.
Com relação à ausência da Física Moderna no conjunto de objetos de
conhecimento de Física cabe aqui uma reflexão. Neste aspecto também a matriz do
novo ENEM foge um pouco do almejado nos PCNs que colocam como importante o
trabalho com temas ligados á Física produzida a partir de 1900, principalmente para
que os estudantes tenham uma noção mais ampla sobre a constituição da matéria,
proporcionando o entendimento dos lasers, cristais líquidos, componentes
eletrônicos modernos, etc. A Física Moderna permeia o cotidiano de muitas pessoas.
Tudo bem que a quantidade de objetos de conhecimento presente na matriz
do novo ENEM parece excessiva, principalmente para escolas com carga horária
mínima, mas será que dentre os conteúdos de Física o melhor é escolher omitir a
teoria da relatividade e a física quântica? Se o ENEM pretende ser o espelho para o
currículo do ensino médio, tal ação não poderá influenciar os docentes de Física a
deixarem de trabalhar a Física Moderna no ensino médio?
Percebemos de nossa análise das questões agrupadas por competência que
há uma série de questões no novo ENEM que exploram coisas do cotidiano de
grande parte das pessoas. Isso é um incentivo para que nós professores exploremos
mais a “física das coisas” que nos cercam com nossos alunos contribuindo para a
formação de um cidadão que saberá compreender um pouco do vasto leque de
aparelhos/equipamentos/manuais/ que nos cercam. Itens utilizando "relógio de luz"
ou "relógio de água" ou "extrato de conta de luz" ou qualquer outra coisa cotidiana,
certamente, serão exploradas no novo ENEM.
Concluímos que não podemos deixar de focar nossas aulas em coisas que
serão úteis para o indivíduo quando ele estiver fora da escola. É importante ressaltar
que apesar de nosso trabalho ter focalizado no estudo da prova do ENEM com o
intuito de orientar docentes para melhores resultados dos discentes no exame,
também almejamos a conscientização dos professores de que devemos nos
preocupar também com um ensino de Física pautado na formação de um cidadão
que pode não seguir seus estudos em níveis mais avançados. É importante também
tentarmos extrair do estudo destas questões do ENEM um norte para uma
122
abordagem da Física que contribua para o indivíduo enfrentar situações-problema
em seu cotidiano durante e após a educação básica.
Em apêndice se encontram os enunciados dos itens do novo ENEM
estudados com suas possíveis soluções. Acreditamos que estes itens, assim como
outros de novas edições do ENEM, podem ser utilizados pelo docente em sua
prática pedagógica como um recurso no processo de ensino aprendizagem. Estas
situações-problema promovem o desenvolvimento de competências e habilidades,
uma vez que contextualizam situações em que o estudante pode se deparar ou se
depara em seu dia-a-dia: Leitura de um relógio de energia elétrica, funcionamento de
um densímetro de posto de gasolina, funcionamento de um dínamo, interpretação de
uma conta de energia elétrica, funcionamento de um fusível, etc. Muitos itens
apresentam, no próprio enunciado, informações úteis para a vida do estudante; ou
seja, apresentam algo significativo para o indivíduo convidando o mesmo a aprender
alguma coisa.
Acreditamos que este trabalho também possa ser lido por estudantes do
ensino médio, pois o mesmo traz uma série de comentários sobre a forma de
abordagem das questões do ENEM e também possibilita conhecimento de um pouco
da história do ENEM. Pode-se indicar também aos discentes um estudo do
apêndice, que possibilita uma familiarização com a Física explorada no novo ENEM.
É importante compreendermos a essência de um ensino por competência. A
partir das competências e habilidades que desejamos desenvolver nos educandos,
escolhemos conteúdos de Física que vão contribuir para tal desenvolvimento. Não é
fácil esta mudança de paradigma no ensino de Física, principalmente devido à
maneira tradicional que muitos de nós professores fomos formados. Entretanto é
relevante que os docentes comecem a se interessar e estudar sobre o ensino de
Física pautado em competências e habilidades a serem desenvolvidas nos
estudantes, ratificado no novo ENEM que se propõe a ser a principal porta de
entrada para o ensino superior no país. O Professor pode observar as competências
e habilidades presentes na matriz de referência do novo ENEM e procurar a partir
delas criar situações-problema que possibilitem a avaliação e aperfeiçoamento
destas competências e habilidades.
Já é possível encontrar textos didáticos que procuram seguir a linha de um
ensino pautado em competências. Por exemplo, no portal do MEC está disponível
uma apostila para a área de ciências da natureza e suas tecnologias, voltada para
123
preparar o estudante para o ENCCEJA. Percebe-se que o exemplar foi feito
tomando como base a matriz de competências para o ENCCEJA. Cada capítulo do
exemplar possui como tema/título uma das competências da referida matriz. Há em
cada capítulo um texto que discute os conhecimentos relacionados a cada
competência. É uma obra diferente do tradicional, pois parte das competências
almejadas para selecionar os conteúdos relevantes para desenvolvimento de tal
competência. Durante o texto há atividades intituladas de: “desenvolvendo
competências.” Como a matriz do novo ENEM é parecida com a matriz do
ENCCEJA, aconselhamos os docentes a tomarem contato com este exemplar e
explorá-lo em suas aulas. O material encontra se disponível no sítio do INEP5.
Também sugerimos para pesquisas futuras um estudo das próximas edições
do ENEM com intuito de verificar se nossas discussões sobre o ENEM 2009 e 2010
perpetuam para as edições posteriores. Na fase de conclusão deste trabalho ocorreu
a prova do ENEM 2011, mas, por limitações de prazo, não a consideramos em
nossa análise. Apesar disso, após o depósito da dissertação, realizamos uma
análise preliminar sobre as questões que evidenciam alguma Física em 2011 e
percebemos que muitas considerações que fizemos se aplicam ao ENEM 2011. Por
exemplo, é possível observar na prova de 2011 itens que exploram coisas do
cotidiano de grande parte das pessoas, itens que trabalham com a Física envolvida
no funcionamento de aparelhos, situações-problema envolvendo análise de manuais
de aparelhos, questões que exploram análise de algum experimento, questões que
exigem certo formalismo matemático, situações-problema de análise de impactos
ambientais produzidos por usinas, dentre outras; ou seja, são abordagens que
verificamos também nas provas de 2009 e 2010. Abordando a Física, também
permaneceu em 2011 um maior número de questões qualitativas do que
quantitativas. De diferente, percebemos em 2011 uma menor importância dada à
termodinâmica e o não aparecimento da exploração conjunta de mais de um ramo
da Física no mesmo item.
Também observamos uma permanência das questões disciplinares de Física
em 2011. Sendo assim, parece não estar havendo um aumento da
interdisciplinaridade nos itens de ciências da natureza, que segundo o MEC,
ocorreria a partir da edição de 2010. A não integração crescente entre a Física,
5 O endereço eletrônico para acesso ao material se encontra na referência (MURRIE; FINI; SILVEIRA , 2006)
124
Química e a Biologia nos itens está em contraposição à proposta do novo ensino
médio e a característica de interdisciplinaridade que apresenta a matriz de
competências e habilidades do ENEM.
Termino este trabalho alegando que o estudo foi profícuo e me permitiu
entender melhor sobre a Física no novo ENEM e a reforma que se pretende no
ensino médio, além de agregar conhecimentos sobre um ensino que se pauta em
competências e habilidades. Este trabalho de mestrado profissional contribuiu para a
mudança em minha prática pedagógica, me fazendo sair da passividade. Procuro
agora selecionar conteúdos de Física mais relevantes para serem abordados em
minha realidade escolar. Preocupo-me mais em abordar a Física das coisas do que
as coisas da Física. Espero que a leitura deste texto contribua para que os docentes
direcionem suas aulas na perspectiva de um ensino de Física pautado no
desenvolvimento de competências e habilidades, contribuindo assim para a melhoria
dos resultados dos alunos no ENEM.
125
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APÊNDICE A- QUADROS COM OS ENUNCIADOS E POSSÍVEIS S OLUÇÕES
DAS QUESTÕES, QUE EVIDENCIAM ALGUMA FÍSICA NO NOVO ENEM,
INSERIDAS NAS COMPETÊNCIAS C1, C2, C3, C5 E C6.
QUADRO 13 - ENUNCIADOS E POSSÍVEIS SOLUÇÕES DAS QUE STÕES, QUE EVIDENCIAM ALGUMA FÍSICA NO NOVO ENEM, INSERIDAS NA C1 E
SEPARADAS POR HABILIDADE(H). H
7 QUESTÕES
Competência de área 1 – Compreender as ciências naturais e as tecnologias a elas associadas como construções humanas, percebendo seus papéis nos processos de produção e no desenvolvimento econômico e social da humanidade.
Total/H
H1
Q31-P09A
O progresso da tecnologia introduziu diversos artefatos geradores de campos eletromagnéticos. Uma das mais empregadas invenções nessa área são os telefones celulares e smartphones. As tecnologias de transmissão de celular atualmente em uso no Brasil contemplam dois sistemas. O primeiro deles é operado entre as frequências de 800 MHz e 900 MHz e constitui os chamados sistemas TDMA/CDMA. Já a tecnologia GSM, ocupa a frequência de 1.800 MHz. Considerando que a intensidade de transmissão e o nível de recepção “celular” sejam os mesmos para as tecnologias de transmissão TDMA/CDMA ou GSM, se um engenheiro tiver de escolher entre as duas tecnologias para obter a mesma cobertura, levando em consideração apenas o número de antenas em uma região, ele deverá escolher:
A) a tecnologia GSM, pois é a que opera com ondas de maior comprimento de onda. B) a tecnologia TDMA/CDMA, pois é a que apresenta Efeito Doppler mais
pronunciado. C) a tecnologia GSM, pois é a que utiliza ondas que se propagam com maior
velocidade. D) qualquer uma das duas, pois as diferenças nas frequências são compensadas
pelas diferenças nos comprimentos de onda. E) qualquer uma das duas, pois nesse caso as intensidades decaem igualmente da
mesma forma, independentemente da frequência.
SOLUÇÃO POSSÍVEL Questão que envolve o comportamento de Ondas Eletromagnéticas. Exige o conhecimento de que a variação da intensidade de uma onda eletromagnética não depende da frequência. Estes conceitos não são explicados no texto da situação-problema. Geralmente os livros didáticos apresentam este conceito de intensidade de ondas exclusivamente para ondas sonoras, e muitas vezes na forma de apêndices. É importante o professor ficar atento a isso. Os sinais de celular, de rádio e TV também vão enfraquecendo com a distância. A questão enfatiza que devemos considerar a mesma intensidade de transmissão (e recepção) para os dois sistemas. Se dois sinais eletromagnéticos são transmitidos com a mesma intensidade inicial, a atenuação será a mesma para qualquer frequência. A Intensidade (I) de uma onda é inversamente proporcional ao quadrado da distância (d) da fonte emissora: I α 1 / d 2. Desta maneira, a resposta correta é a alternativa E.
Q80-P1ªap10 Um grupo de cientistas liderado por pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), nos Estados Unidos, construiu o primeiro metamaterial que apresenta valor negativo do índice de refração relativo para a luz visível. Denomina-se metamaterial um material óptico artificial, tridimensional, formado por pequenas estruturas menores do que o comprimento de onda da luz, o que lhe dá propriedades e comportamentos que não são encontrados em materiais naturais. Esse material tem sido chamado de “canhoto”. Disponível em: http://inovacaotecnologica.com.br. Acesso em: 28 abr. 2010 (adaptado).
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Considerando o comportamento atípico desse metamaterial, qual é a figura que representa a refração da luz ao passar do ar para esse meio?
SOLUÇÃO POSSÍVEL Questão que envolve refração de ondas. Em situações comuns a refração ocorre com o raio incidente e o raio refratado em lados opostos da reta normal a interface que separa os dois meios. Geralmente é o que é apresentado para o estudante durante o ensino médio, principalmente nos livros didáticos. Sendo assim, o atípico seria uma situação onde o raio incidente e o refratado estariam do mesmo lado da reta normal a interface que separa os meios. Isto ocorre na alternativa D.
Q58-P2ªap10 Um garoto que passeia de carro com seu pai pela cidade, ao ouvir o rádio, percebe que a sua estação de rádio preferida, a 94,9 FM, que opera na banda de frequência de megahertz, tem seu sinal de transmissão superposto pela transmissão de uma rádio pirata de mesma frequência que interfere no sinal da emissora do centro em algumas regiões da cidade. Considerando a situação apresentada, a rádio pirata interfere no sinal da rádio do centro devido à
A) atenuação promovida pelo ar nas radiações emitidas. B) maior amplitude da radiação emitida pela estação do centro. C) diferença de intensidade entre as fontes emissoras de ondas. D) menor potência de transmissão das ondas da emissora pirata. E) semelhança dos comprimentos de onda das radiações emitidas.
SOLUÇÃO POSSÍVEL
Situação-problema que envolve o conteúdo de ondas. Cobra o conhecimento de fatores que contribuem para que haja interferência de ondas eletromagnéticas. É relevante que o estudante tenha noção de como funcionam os receptores de ondas eletromagnéticas de um rádio. Primeiramente o estudante deve se recordar que frequência e comprimento de
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onda são grandezas que caracterizam uma onda. Frequência é uma grandeza física ondulatória que indica o número de ocorrências de um evento (ciclos, voltas, oscilações, etc) por unidade de tempo. O comprimento de onda é a distância percorrida pela onda durante uma oscilação completa. Frequência e comprimento de onda são inversamente proporcionais para uma velocidade de onda fixa. Por exemplo, podemos dizer que ondas de mesma velocidade que apresentam frequências diferentes também apresentam comprimentos de ondas diferentes, como é o caso das diferentes ondas eletromagnéticas viajando no vácuo. Então, quando se diz que duas ondas de mesma velocidade têm frequências iguais, também pode se afirmar que elas também têm comprimentos de onda idênticos. Nos receptores de rádio existe o sintonizador. O sintonizador é uma peça formada por capacitor e indutor, responsável por captar uma determinada frequência de onda eletromagnética e amplificá-la. Uma determinada estação de rádio é programada para enviar suas informações em uma dada frequência x e o receptor do rádio, para sintonizar aquela estação, tem propriedade de ressonar naquela mesma frequência x. Consequentemente, se chegar ao receptor outra onda eletromagnética, de mesma frequência x, oriunda de uma rádio pirata, com uma potência maior, esta última se sobrepõe a frequência da rádio legal, afinal o receptor está programado para entrar em ressonância com aquela frequência x específica. Finalmente, podemos afirmar que a estação de rádio tem seu sinal de transmissão superposto devido à presença de outro sinal pirata com mesmo comprimento de onda. Uma vez que, se as ondas tem o mesmo comprimento de onda, terão a mesma frequência, pois no ar a velocidade das ondas eletromagnéticas é praticamente a mesma. Assim, a resposta correta é a alternativa E.
Q67-P2ªap10 O efeito Tyndall é um efeito óptico de turbidez provocado pelas partículas de uma dispersão coloidal. Foi observado pela primeira vez por Michael Faraday em 1857 e, posteriormente, investigado pelo físico inglês John Tyndall. Este efeito é o que torna possível, por exemplo, observar as partículas de poeira suspensas no ar por meio de uma réstia de luz, observar gotículas de água que formam a neblina por meio do farol do carro, ou ainda, observar o feixe luminoso de uma lanterna por meio de um recipiente contendo gelatina.
Ao passar por um meio contendo partículas dispersas, um feixe de luz sofre o efeito Tyndall devido
A) à absorção do feixe de luz por este meio. B) à interferência do feixe de luz neste meio. C) à transmissão do feixe de luz neste meio. D) à polarização do feixe de luz neste meio. E) ao espalhamento do feixe de luz neste meio.
SOLUÇÃO POSSÍVEL
A questão explora o espalhamento de ondas, conhecido como Efeito Tyndall. O texto pertencente ao enunciado explica parcialmente o que é o efeito em questão, contribuindo para a solução da questão, entretanto, a resposta não está no enunciado. O efeito Tyndall foi explicado por John Tyndall, que em uma de suas experiências, percebeu o espalhamento de um feixe de luz num meio contendo partículas em suspensão. Tyndall também observou que uma sala cheia de fumo ou poeira, tornava visível um feixe de luz que entrasse pela janela. As partículas que compõem os sistemas coloidais são muito pequenas para serem identificadas a olho nu, mas o seu tamanho pode ser maior do que que vários comprimentos de onda da luz visível. Desta maneira, uma luz que atravesse um sistema coloidal será espalhada (dispersada) pelas partículas. Um sinônimo para a palavra dispersão é o espalhar. Sendo assim, a resposta pertinente é a alternativa E.
H3
Q5-P09A
Na linha de uma tradição antiga, o astrônomo grego Ptolomeu (100-170 d.C.) afirmou a tese do geocentrismo, segundo a qual a Terra seria o centro do universo, sendo que o Sol, a Lua e os planetas girariam em seu redor em órbitas circulares. A teoria de Ptolomeu
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resolvia de modo razoável os problemas astronômicos da sua época. Vários séculos mais tarde, o clérigo e astrônomo polonês Nicolau Copérnico (1473-1543), ao encontrar inexatidões na teoria de Ptolomeu, formulou a teoria do heliocentrismo, segundo a qual o Sol deveria ser considerado o centro do universo, com a Terra, a Lua e os planetas girando circularmente em torno dele. Por fim, o astrônomo e matemático alemão Johannes Kepler (1571- 1630), depois de estudar o planeta Marte por cerca de trinta anos, verificou que a sua órbita é elíptica. Esse resultado generalizou-se para os demais planetas. A respeito dos estudiosos citados no texto, é correto afirmar que
A) Ptolomeu apresentou as ideias mais valiosas, por serem mais antigas e tradicionais.
B) Copérnico desenvolveu a teoria do heliocentrismo inspirado no contexto político do Rei Sol.
C) Copérnico viveu em uma época em que a pesquisa científica era livre e amplamente incentivada pelas autoridades.
D) Kepler estudou o planeta Marte para atender às necessidades de expansão econômica e científica da Alemanha.
E) Kepler apresentou uma teoria científica que, graças aos métodos aplicados, pôde ser testada e generalizada.
SOLUÇÃO POSSÍVEL
Trata-se de uma questão qualitativa. Envolve conceitos de astronomia (leis de Kepler, modelos do sistema solar e história da física). As três leis de Kepler foram fundamentadas em observações astronômicas e que puderam ser testadas e generalizadas. Importante lembrar que Kepler foi o último assistente de Tycho Brahe, do qual herdou todos os registos de observações astronômicas feitas ao longo de 20 anos pelo observador mais sistemático até à data. O enunciado da situação-problema ajuda um pouco na solução, na medida em que usa o mesmo verbo da opção correta: “...resultado generalizou-se...”. A resposta é a Alternativa E. As outras alternativas apresentam afirmações incoerentes. Ideias mais antigas não significam mais valiosas. Copérnico não viveu em uma época em que a pesquisa científica era livre, tampouco desenvolveu teorias devido à política. Lembremos que na época de Copérnico ocorreu a inquisição. Não era objetivo de Kepler estudar o planeta Marte para atender às necessidades de expansão econômica e científica da Alemanha.
Q46-P1ªap10 Em nosso cotidiano, utilizamos as palavras “calor” e “temperatura” de forma diferente de como elas são usadas no meio científico. Na linguagem corrente, calor é identificado como “algo quente” e temperatura mede a “quantidade de calor de um corpo”. Esses significados, no entanto, não conseguem explicar diversas situações que podem ser verificadas na prática. Do ponto de vista científico, que situação prática mostra a limitação dos conceitos corriqueiros de calor e temperatura? A) A temperatura da água pode ficar constante durante o tempo em que estiver fervendo. B) Uma mãe coloca a mão na água da banheira do bebê para verificar a temperatura da água. C) A chama de um fogão pode ser usada para aumentar a temperatura da água em uma panela. D) A água quente que está em uma caneca é passada para outra caneca a fim de diminuir sua temperatura. E) Um forno pode fornecer calor para uma vasilha de água que está em seu interior com menor temperatura do que a dele.
SOLUÇÃO POSSÍVEL Envolve conhecimento do comportamento da temperatura e do calor durante a mudança de fase. Envolve o conceito aceito pela comunidade científica para calor e temperatura. Durante a mudança de fase a temperatura permanece constante mesmo com a substância recebendo calor. Então, a situação evidenciada na alternativa A retrata bem a falha no modelo corriqueiro de calor e temperatura. Fica nesta alternativa evidente a falha no
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conceito de que “temperatura mede a quantidade de calor do corpo”, afinal, durante a ebulição da água a mesma está recebendo calor e mantem sua temperatura constante.
Q54-p2ªap10 Os espelhos retrovisores, que deveriam auxiliar os motoristas na hora de estacionar ou mudar de pista, muitas vezes causam problemas. É que o espelho retrovisor do lado direito, em alguns modelos, distorce a imagem, dando a impressão de que o veículo está a uma distância maior do que a real. Este tipo de espelho, chamado convexo, é utilizado com o objetivo de ampliar o campo visual do motorista, já que no Brasil se adota a direção do lado esquerdo e, assim, o espelho da direita fica muito distante dos olhos do condutor.
Essa aparente contradição é explicada pelo fato de
A) a imagem projetada na retina do motorista ser menor do que o objeto. B) a velocidade do automóvel afetar a percepção da distância. C) o cérebro humano interpretar como distante uma imagem pequena.
D) o espelho convexo ser capaz de aumentar o campo visual do motorista. E) o motorista perceber a luz vinda do espelho com a parte lateral do olho.
SOLUÇÃO POSSÍVEL Conteúdos envolvidos no problema: Espelhos esféricos, formação da imagem na retina humana e a sensação do tamanho. Quando se afasta um objeto do olho humano a imagem projetada na retina diminui, provocando a sensação aparente de que o objeto é menor quando está longe. Então, a situação inversa, ou seja , quando o olho observa algo pequeno, o cérebro interpreta como estando afastado. Um exemplo clássico é o caso do avião no aeroporto e depois em pleno voo atravessando as nuvens. Quando o avião está no alto, nós o vemos menor e nosso cérebro sabe então que ele está distante. O ângulo visual determina o tamanho aparente do objeto. Se ele for menor de 26 segundos de grau perdemos os detalhes do objeto. Uma estrela pode parecer um ponto. Quanto menor o ângulo visual, tanto menor será o tamanho aparente dos objetos. O ângulo visual é o que determina o tamanho aparente dos objetos.
Considere um observador olhando o objeto IP (ver figura anterior). O ângulo visual α é formado pelos raios que partem dos pontos I e P e atingem o globo ocular. Enfim, de acordo com o explicitado a opção correta é a alternativa C.
C= Competência; H=Habilidade; P= Prova; V=Vazou; A= Aplicada; ap= aplicação; Q=Questão; 09=Ano de 2009; 10=ano de 2010.
Fonte: Elaborado pelo autor.
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QUADRO 14 - ENUNCIADOS E POSSÍVEIS SOLUÇÕES DAS QUE STÕES, QUE EVIDENCIAM ALGUMA FÍSICA NO NOVO ENEM, INSERIDAS NA C2 E
SEPARADAS POR HABILIDADE. H
10 QUESTÕES
Competência de área 2 – Identificar a presença e aplicar as tecnologias associadas às ciências naturais em diferentes contextos.
Total/H
H5
Q26-P09V Os motores elétricos são dispositivos com diversas aplicações, dentre elas, destacam-se aquelas que proporcionam conforto e praticidade para as pessoas. É inegável a preferência pelo uso de elevadores quando o objetivo é o transporte de pessoas pelos andares de prédios elevados. Nesse caso, um dimensionamento preciso da potência dos motores utilizados nos elevadores é muito importante e deve levar em consideração fatores como economia de energia e segurança. Considere que um elevador de 800 kg, quando lotado com oito pessoas ou 600 kg, precisa ser projetado. Para tanto, alguns parâmetros deverão ser dimensionados. O motor será ligado à rede elétrica que fornece 220 volts de tensão. O elevador deve subir 10 andares, em torno de 30 metros, a uma velocidade constante de 4 metros por segundo. Para fazer uma estimativa simples da potência necessária e da corrente que deve ser fornecida ao motor do elevador para ele operar com lotação máxima, considere que a tensão seja contínua, que a aceleração da gravidade vale 10 m/s2 e que o atrito pode ser desprezado. Nesse caso, para um elevador lotado, a potência média de saída do motor do elevador e a corrente elétrica máxima que passa no motor serão respectivamente de (A)24 kW e 109A. (B) 32 kW e 145A. (C) 56 kW e 255A. (D) 180 kW e 818A. (E) 240 kW e 1090 A.
SOLUÇÃO POSSÍVEL Problema que envolve os conceitos Físicos de trabalho, energia, cinemática e eletrodinâmica. Temos a massa total do sistema m=800 Kg do elevador + 600Kg( lotação máxima) = 1400 kg. Temos a distância (d) percorrida pelo elevador que é a altura de 30 m e a aceleração da gravidade g=10m/s2. Além disto, a velocidade(v) é de 4 m/s. Vamos calcular o tempo (t) de subida usando a relação: v=d/t t = d/v = 30/4 = 7,5s O trabalho w da força F para elevar o elevador pode ser calculado por: w = FdcosΘ = =14000x30xcos 0° = 420000J; onde Θ é o ângulo entre o vetor deslocamento e a força F aplicada pelo motor. O módulo da força F é igual ao módulo do peso P do elevador lotado, uma vez que a velocidade é fixa. A potência P é dada por: P = w/t = 420000j/7,5s = 56000W =56KW Calculando a corrente elétrica através da fórmula que relaciona voltagem (V), corrente (I) e potência elétrica(P) que é: P=VI => 56000 = 220x I; logo, I = 56000/220 = 255A. Desta maneira, a alternativa correta é a opção C.
Q19-P09A A instalação elétrica de uma casa envolve várias etapas, desde a alocação dos dispositivos, instrumentos e aparelhos elétricos, até a escolha dos materiais que a compõem, passando pelo dimensionamento da potência requerida, da fiação necessária, dos eletrodutos*, entre outras. Para cada aparelho elétrico existe um valor de potência associado. Valores típicos de potências para alguns aparelhos elétricos são apresentados no quadro seguinte:
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A escolha das lâmpadas é essencial para obtenção de uma boa iluminação. A potência da lâmpada deverá estar de acordo com o tamanho do cômodo a ser iluminado. O quadro a seguir mostra a relação entre as áreas dos cômodos (em m2) e as potências das lâmpadas (em W), e foi utilizado como referência para o primeiro pavimento de uma residência.
Considerando a planta baixa fornecida, com todos os aparelhos em funcionamento, a potência total, em watts, será de A) 4.070. B )4.270. C )4.320. D )4.390. E )4.470.
SOLUÇÃO POSSÍVEL Questão que envolve instalações elétricas de uma residência e cálculos matemáticos de área. Exige a interpretação de dados de uma tabela. Como potência é uma grandeza escalar, podemos somar as potências de cada aparelho para calcular a potência total. Todos os aparelhos da tabela constam na planta baixa. Então, somando as potências dos aparelhos, sem considerar as lâmpadas, obtemos: 120+3000+500+200+200+50 = 4.070 W. Agora, precisamos calcular a área de cada cômodo, para posteriormente olhar na tabela II e escolher a potência correta de cada lâmpada. Temos 4 lâmpadas: na cozinha, corredor, banheiro e sala de TV. A área da cozinha é: 3x3=9 m2. A sala possui área de: 2,8x3=8,4m2. Área do corredor: 1,5x0,9=1,35m2. Área do banheiro: 2,1x1,5=3,15m2. Sendo assim, observando a tabela II, constatamos que podemos usar para cada cômodo: uma lâmpada de 100W para cozinha, uma de 100W para a sala, uma de 60 W para o banheiro e outra de 60W para o corredor. A Soma das potências das lâmpadas é = 320 W. Logo, a potência total de todos os aparelhos em funcionamento seria de: 4.070+320=4.390 W. Resposta: alternativa D
Q45-P09A Considere a seguinte situação hipotética: ao preparar o palco para a apresentação de uma peça de teatro, o iluminador deveria colocar três atores sob luzes que tinham igual brilho e os demais, sob luzes de menor brilho. O iluminador determinou, então, aos técnicos, que instalassem no palco oito lâmpadas incandescentes com a mesma especificação (L1 a L8), interligadas em um circuito com uma bateria, conforme mostra a figura.
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Nessa situação, quais são as três lâmpadas que acendem com o mesmo brilho por apresentarem igual valor de corrente fluindo nelas, sob as quais devem se posicionar os três atores? A) L1, L2 e L3. B) L2, L3 e L4. C)L2, L5 e L7. D)L4, L5 e L6. E)L4, L7 e L8.
SOLUÇÃO POSSÍVEL Questão que envolve associação mista de resistores. Uma questão recorrente nos livros de física, só que aparece aqui com um diferencial que é a contextualização do circuito misto. O texto da questão encaminha um pouco sua solução na medida em que informa ao aluno que as lâmpadas de mesmo brilho serão aquelas percorridas pela mesma corrente. Agora cabe ao discente fazer a devida análise para descobrir as três lâmpadas com correntes idênticas. Seja R a resistência elétrica de cada lâmpada, o circuito pode então ser redesenhado do seguinte modo:
Pela figura 1 do circuito, podemos concluir que a lâmpada de maior brilho é L1. Afinal, por ela passa a corrente total (i) do circuito. Ainda na figura 1, verificamos que, devido a simetria entre E e D: I5=i7
E, além disso: I4=i5+i7 ( paralelo ) Então, a lâmpada L4 brilha mais que L5, L6, L7 e L8. Estas últimas quatro possuem o mesmo brilho, pois L5 está em série com L6 e L7 está em série com L8. Resistores em série são sujeitos a mesma corrente. Entre os pontos E e D , a resistência equivalente pode ser calculada lembrando-se que o inverso da resistência equivalente é igual a soma dos inversos das resistências associadas em paralelo: 1/RED =1/2R+1/2R; isso implica que: RED=2R/2=R, lembrando que resistores em série podem ser somados e em paralelo não. Redesenhando novamente o circuito, obtemos a figura 2 a seguir:
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Observando a figura 2, notamos uma simetria no trecho CD. Logo: I2=i4. Como L2 está em série com L3, podemos afirmar que as correntes são de mesma intensidade nas lâmpadas L2, L3, e L4. Consequentemente estas terão o mesmo brilho e poderão ser usadas para iluminar os atores. Assim, a alternativa correta é a letra B.
Q47-P1ªap10 Todo carro possui uma caixa de fusíveis, que são utilizados para proteção dos circuitos elétricos. Os fusíveis são constituídos de um material de baixo ponto de fusão, como o estanho, por exemplo, e se fundem quando percorridos por uma corrente elétrica igual ou maior do que aquela que são capazes de suportar. O quadro a seguir mostra uma série de fusíveis e os valores de corrente por eles suportados.
Um farol usa uma lâmpada de gás halogênio de 55 W de potência que opera com 36 V. Os dois faróis são ligados separadamente, com um fusível para cada um, mas, após um mau funcionamento, o motorista passou a conectá-los em paralelo, usando apenas um fusível. Dessa forma, admitindo-se que a fiação suporte a carga dos dois faróis, o menor valor de fusível adequado para proteção desse novo circuito é o A)azul. B)preto. C)laranja. D)amarelo. E)vermelho.
SOLUÇÃO POSSÍVEL Questão que exige o conteúdo de eletrodinâmica. Com a fórmula (P= V I) que relaciona corrente elétrica (I) com tensão (V) e potência elétrica (P), pode-se calcular a corrente elétrica em cada lâmpada. Problema que aborda circuitos elétricos em paralelo. Para cada farol temos: P=VI 55=36I I=1,5 A Para a ligação em paralelo temos uma corrente total de: I=2x1,5=3,0A Logo, o menor valor de fusível adequado para a instalação é o laranja que suporta até 5 A. A alternativa C é a resposta correta.
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Q84-p2ªap10
Quando ocorre um curto-circuito em uma instalação elétrica, como na figura, a resistência elétrica total do circuito diminui muito, estabelecendo-se nele uma corrente muito elevada.
O superaquecimento da fiação, devido e esse aumento da corrente elétrica, pode ocasionar incêndios, que seriam evitados instalando-se fusíveis e disjuntores que interrompem essa corrente, quando a mesma atinge um valor acima do especificado nesses dispositivos de proteção. Suponha que um chuveiro instalado em uma rede elétrica de 110 V, em uma residência, possua três posições de regulagem da temperatura da água. Na posição verão utiliza 2100 W, na posição primavera, 2400 W, e na posição inverno, 3200 W.
Deseja-se que o chuveiro funcione em qualquer uma das três posições de regulagem de temperatura, sem que haja riscos de incêndio. Qual deve ser o valor mínimo adequado do disjuntor a ser utilizado? a)40 A b)30 A c) 25 A d) 23 A e) 20 A
SOLUÇÃO POSSÍVEL Problema que envolve o cálculo da corrente elétrica a partir da potência e tensão elétrica. Explora a utilidade de disjuntores e fusíveis (explicado resumidamente no enunciado). Com a fórmula (P= V I) que relaciona corrente elétrica (I) com tensão (V) e potência elétrica (P), pode-se calcular a corrente elétrica eficaz para o chuveiro, quando ele opera em potência máxima. A maior corrente solicitada é quando o chuveiro opera em sua maior potência. Sendo assim, usando a fórmula adequada calculemos a máxima corrente que pode ser solicitada: P=Vi 3200=110 i i=3200/110=29,1 A. Logo, o disjuntor interrompendo o circuito para correntes acima de 30 A é satisfatório. Alternativa B é a resposta correta.
H6
Q23-p09V
0 uso da água do subsolo requer o bombeamento para um reservatório elevado. A capacidade de bombeamento (litros/hora) de uma bomba hidráulica depende da pressão máxima de bombeio, conhecida como altura manométrica H (em metros), do comprimento L da tubulação que se estende da bomba até o reservatório (em metros), da altura de bombeio h (em metros) e do desempenho da bomba (exemplificado no gráfico). De acordo com os dados a seguir, obtidos de um fabricante de bombas, para se determinar a quantidade de litros bombeados por hora para o reservatório com uma determinada bomba, deve-se: 1 - Escolher a linha apropriada na tabela correspondente à altura (h), em metros, da entrada de água na bomba até o reservatório. 2 - Escolher a coluna apropriada, correspondente ao comprimento total da tubulação (L), em metros, da bomba até o reservatório.
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3 - Ler a altura manométrica (H) correspondente ao cruzamento das respectivas linha e coluna na tabela. 4 - Usar a altura manométrica no gráfico de desempenho para ler a vazão correspondente.
Considere que se deseja usar uma bomba, cujo desempenho é descrito pelos dados acima, para encher um reservatório de 1.200 L que se encontra 30 m acima da entrada da bomba. Para fazer a tubulação entre a bomba e o reservatório seriam usados 200 m de cano. Nessa situação, é de se esperar que a bomba consiga encher o reservatório A) entre 30 e 40 minutos. B) em menos de 30 minutos. C) em mais de 1 h e 40 minutos. D) entre 40 minutos e 1 h e 10 minutos. E) entre 1 h e 10 minutos e 1 h e 40 minutos.
SOLUÇÃO POSSÍVEL Questão que envolve o conceito de Vazão com análise de dados. A questão ensina, passo a passo, como encontrar a vazão e, só depois, poderemos estimar o tempo para encher o reservatório. Não é definido no enunciado o conceito de vazão, mas a unidade é alto explicativa. Para o objetivo pretendido, as informações do enunciado são: V(volume do reservatório) = 1200L, h(altura do reservatório) = 30 m, L(comprimento da tubulação) = 200 m. Seguindo a instrução 1 do fabricante, fazemos um traço horizontal na tabela passando pela altura do reservatório em relação a bomba.(ver figura a seguir).
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Posteriormente, seguindo a instrução 2, fizemos um traço vertical passando pelo comprimento da tubulação citado. De acordo com a instrução 3, observando o cruzamento dos traços (respectiva linha e coluna) observamos o valor 45 para a altura manométrica. Agora é só seguir a orientação 4, indo até o gráfico de desempenho para ler a vazão correspondente. Pela figura a seguir, percebemos que a vazão é de 900 litros/hora. A escala horizontal está de 100 em 100 e a vertical de 5 em 5.
A vazão encontrada corresponde a 900litros de água que caem no reservatório em cada hora. Logo, é só fazer uma regra de três simples: 1 hora 900litros X horas 1200 litros Encontrando x , obtemos um tempo de :
A resposta é a alternativa E, uma vez que, 4/3 da hora equivale há uma hora mais um terço de hora. Como1/3 de hora é 20 minutos, 4/3 da hora corresponde a uma hora e vinte minutos.
Q25-p09V A ultrassonografia, também chamada de ecografia, é uma técnica de geração de imagens muito utilizada em medicina. Ela se baseia na reflexão que ocorre quando um pulso de ultrassom, emitido pelo aparelho colocado em contato com a pele, atravessa a superfície que separa um órgão do outro, produzindo ecos que podem ser captados de volta pelo aparelho. Para a observação de detalhes no interior do corpo, os pulsos sonoros emitidos têm frequências altíssimas, de até 30 MHz, ou seja, 30 milhões de oscilações a cada segundo. A determinação de distâncias entre órgãos do corpo humano feita com esse aparelho fundamenta-se em duas variáveis imprescindíveis: A) a intensidade do som produzido pelo aparelho e a frequência desses sons. B) a quantidade de luz usada para gerar as imagens no aparelho e a velocidade do som nos tecidos. C) a quantidade de pulsos emitidos pelo aparelho a cada segundo e a frequência dos sons emitidos pelo aparelho. D) a velocidade do som no interior dos tecidos e o tempo entre os ecos produzidos pelas superfícies dos órgãos. E) o tempo entre os ecos produzidos pelos órgãos e a quantidade de pulsos emitidos a cada segundo pelo aparelho.
SOLUÇÃO POSSÍVEL Questão que envolve eco, reflexão de onda, ultrassom, velocidade de onda. Uma onda, ao incidir em uma interface de separação entre dois meios, em parte é transmitida e em parte é refletida. O próprio enunciado da questão comenta que: “A ultrassonografia... é uma técnica de geração de imagens muito utilizada em medicina. Ela se baseia na reflexão que ocorre quando um pulso de ultrassom, emitido pelo aparelho colocado em contato com a pele, atravessa a superfície que separa um órgão do outro, produzindo ecos que podem
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ser captados de volta pelo aparelho.” Tomemos como exemplo o esquema simplificado a seguir que representa a separação entre órgãos. Consideremos a interface de separação entre os órgãos A e B e a separação entre os órgãos B e C.
São emitidas ondas sonoras de frequência alta da esquerda para a direita, representadas pelas linhas contínuas grossas curvadas para direita. As linhas contínuas finas curvadas para a esquerda representam as ondas refletidas na primeira interface entre os órgãos A e B. As linhas pontilhadas curvadas para esquerda representam as ondas refletidas na interface entre B e C. Dessa maneira, a primeira interface de separação entre dois órgãos reflete um pulso de onda, primeiro que a segunda interface. Sendo assim, o aparelho vai detectar dois ecos, um oriundo da primeira interface e outro proveniente da segunda. Quanto mais distante estiver uma interface da outra, maior será o tempo detectado entre os ecos devolvidos. Percebemos então que o intervalo de tempo entre dois ecos consecutivos é importante para avaliar o tamanho de um órgão ou a distância entre órgãos. O conhecimento da velocidade da onda no órgão também é importante para esta avaliação, uma vez que quanto mais rápido a onda viaja no órgão, menor seria o intervalo de tempo entre dois ecos. Assim, a distância entre estas duas interfaces consecutivas pode ser calculada pelo produto da velocidade da onda pelo intervalo de tempo entre os ecos dividido por 2, pois a onda vai e volta. Enfim, as grandezas físicas imprescindíveis na determinação da distância entre órgãos na ultrassonografia seriam a velocidade da onda e intervalo de tempo entre os ecos. Contribui também para a solução da questão se lembrar de que para o cálculo da distância percorrida por uma onda vale a relação muito utilizada em cinemática: D=vt.(Distância=velocidade x tempo). Logo a resposta correta é a alternativa D.
Q18-p09A O manual de instruções de um aparelho de ar condicionado apresenta a seguinte tabela, com dados técnicos para diversos modelos:
Considere-se que um auditório possua capacidade para 40 pessoas, cada uma produzindo uma quantidade média de calor, e que praticamente todo o calor que flui para fora do auditório o faz por meio dos aparelhos de ar condicionado. Nessa situação, entre as informações listadas, aquelas essenciais para se determinar quantos e/ou quais aparelhos de ar-condicionado são precisos para manter, com lotação máxima, a temperatura interna do auditório agradável e constante, bem como determinar a espessura da fiação do circuito elétrico para a ligação desses aparelhos, são A) vazão de ar e potência. B) vazão de ar e corrente elétrica - ciclo frio. C) eficiência energética e potência. D) capacidade de refrigeração e frequência.
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E) capacidade de refrigeração e corrente elétrica – ciclo frio.
SOLUÇÃO POSSÍVEL Questão que envolve um pouco de eletricidade, Física Térmica e potência. É uma questão de análise de manuais de aparelhos, em específico a análise de manuais de aparelhos de ar condicionado. Conhecimento de conceitos referentes a máquinas refrigeradoras contribui para a solução do problema. O aparelho de ar condicionado retira calor de uma fonte fria (auditório) e rejeita a uma fonte quente (ambiente externo). Seres humanos irradiam calor e consequentemente quanto mais pessoas existirem no auditório maior deve ser a capacidade de refrigeração do aparelho para retirar calor do ambiente interno. O termo “capacidade de refrigeração” é pouco trabalhado nos livros didáticos tradicionais de ensino médio, principalmente a unidade prática BTU/h usada para expressar a capacidade de refrigeração destes aparelhos. É relevante que o professor trabalhe este conceito usual. Quanto maior é capacidade de refrigeração em “BTUs”, maior é a quantidade de calor que a máquina consegue retirar da fonte fria, mantendo a temperatura da mesma agradável. Maior também é o consumo de energia elétrica para esse fim. Com relação à escolha adequada da espessura do fio, podemos salientar que a corrente elétrica circula provocando aquecimento no fio, chamado de Efeito Joule. Este depende da resistência elétrica do condutor. A potência dissipada (P) por Efeito Joule pode ser calculada por:
Para uma mesma corrente i, quanto maior é a resistência elétrica R do fio condutor, maiores são as perdas por efeito joule e o aquecimento. Observando a equação, também se verifica que, mantendo se o valor da resistência elétrica e elevando-se a intensidade da corrente, a potência dissipada aumenta nos fios. Um aquecimento exagerado da fiação pode ser trágico! Lembrando-se da 2º Lei de Ohm, a equação que mostra as grandezas que influenciam na resistência elétrica de um fio condutor é:
L=comprimento do fio A=Área de seção transversal (bitola do fio) ρ=constante que depende do material e temperatura. Observando a equação anterior, fixando um material e um comprimento para o fio, percebemos que quanto mais grosso é o fio, menor é sua resistência elétrica. Sendo assim, quanto maior for a corrente elétrica exigida pelo aparelho de ar condicionado, mais grosso deve ser o fio de instalação para evitar que a potência dissipada por Efeito Joule (P=Ri2) seja grande nos fios condutores e consequentemente gere um superaquecimento indesejável. Muitos livros didáticos de ensino médio não trazem tabelas mostrando esta questão prática de qual valor deve ter a espessura do fio para cada valor de corrente elétrica. Esta é uma informação relevante. O professor deve estar atento! Existem tabelas técnicas que mostram o valor adequado para a bitola do fio para cada valor de corrente elétrica exigida. Enfim, observando a intensidade de corrente elétrica que vai ser solicitada pelo aparelho, dado constante no manual do mesmo, podemos dimensionar a bitola da fiação adequada àquela corrente. A resposta correta é a letra E.
Q70-p1ªap10 Observe a tabela seguinte. Ela traz especificações técnicas constantes no manual de instruções fornecido pelo fabricante de uma torneira elétrica.
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Considerando que o modelo de maior potência da versão 220 V da torneira suprema foi inadvertidamente conectada a uma rede com tensão nominal de 127 V, e que o aparelho está configurado para trabalhar em sua máxima potência. Qual o valor aproximado da potência ao ligar a torneira? A) 1.830 W B) 2.800 W C) 3.200 W D) 4.030 W E) 5.500 W
SOLUÇÃO POSSÍVEL
Questão que envolve eletrodinâmica. Pode ser resolvida com a utilização da fórmula que relaciona a potência elétrica(P) com a tensão (V) e resistência elétrica(R): P=V2/R. O enunciado não dá a fórmula e nem explica conceitos físicos. Então, para uma tensão de 220V temos para a torneira mais potente de resistência R, uma potência dada por:
Já, ligando a mesma torneira de resistência fixa R em uma tensão de 127V a potência dissipada passa a ser:
Dividindo as duas equações anteriores, concluímos que:
Observem que no manual há o valor da potência máxima P=5500w para a tensão de 220V, para a qual a torneira foi projetada. Logo, esta mesma torneira ligada a rede de 127 V passaria a dissipar uma potência de:
A resposta é alternativa A.
H7
Q17-P09V
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 checar 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 Agência 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
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pode ser verificada por meio de um densímetro similar ao desenhado abaixo, que consiste em duas bolas com valores de densidade diferentes que 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 iguala O,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.
SOLUÇÃO POSSÍVEL
Esta questão envolve o conceito físico de empuxo/densidade. Da hidrostática, sabemos que quando o corpo flutua é porque apresenta uma densidade menor que a do líquido. Quando afunda, significa que o objeto possui maior densidade que o líquido. Desta maneira, para verificar se o álcool está dentro dos padrões legais, devemos ter para a bolinha escura que flutua em álcool regular uma densidade pouco menor que a densidade mínima permitida para o álcool, por exemplo: 0,804 g/cm3. Pois, suponhamos que o combustível seja adulterado para uma densidade de 0,800 g/cm3, menor que o permitido, está bolinha vai afundar, indicando a irregularidade. É o que ocorre na amostra 3. Já a outra bolinha clara pode mostrar se a adulteração ocorrer no sentido de se aumentar a densidade do combustível. Para que ela registre isso, basta que ela tenha uma densidade um pouco maior que o valor máximo permitido, por exemplo, 0,812 g/cm3. Sendo assim, se o álcool estiver dentro dos padrões, esta bolinha clara vai estar no fundo. Agora, se ocorrer adulteração aumentando-se a densidade do fluído, a bolinha vai mostrar, pois não vai ficar no fundo, passando a ser menos densa que o líquido, como ocorre na amostra 1. A amostra 2 mostra a situação onde o combustível está em conformidade com a legislação, pois temos uma bolinha flutuando e a outra no fundo. Por isso a necessidade de duas bolas. A opção correta é então a letra D.
C= Competência; H=Habilidade; P= Prova ; V=Vazou; A =Aplicada; ap= aplicação; Q=Questão; 09=Ano de 2009; 10=ano de 2010.
Fonte: Elaborado pelo autor.
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QUADRO 15 - ENUNCIADOS E POSSÍVEIS SOLUÇÕES DAS QU ESTÕES, QUE EVIDENCIAM ALGUMA FÍSICA NO NOVO ENEM, INSERIDAS NA C3 E
SEPARADAS POR HABILIDADE. H
8 QUESTÕES
Competência de área 3 – Associar intervenções que resultam em degradação ou conservação ambiental a processos produtivos e sociais e a instrumentos ou ações científico-tecnológicos.
Total/H
H8
Q37-P09V
O pó de café jogado no lixo caseiro e, principalmente, as grandes quantidades descartadas em bares e restaurantes poderão se transformar em uma nova opção de matéria prima para a produção de biodiesel, segundo estudo da Universidade de Nevada (EUA). No mundo, são cerca de 8 bilhões de quilogramas de pó de café jogados no lixo por ano. O estudo mostra que o café descartado tem 15% de óleo, o qual pode ser convertido em biodiesel pelo processo tradicional. Além de reduzir significativamente emissões prejudiciais, após a extração do óleo, o pó de café é ideal como produto fertilizante para jardim.
Revista Ciência e Tecnologia no Brasil, n° 155, jan2009
Considere o processo descrito e a densidade do biodiesel igual a 900 kg/m3. A partir da quantidade de pó de café jogada no lixo por ano, a produção de biodiesel seria equivalente a A) 1,08 bilhões de litros. B) 1,20 bilhões de litros. C) 1,33 bilhões de litros. D) 8,00 bilhões de litros. E) 8,80 bilhões de litros.
SOLUÇÃO POSSÍVEL
Questão envolve o conceito de densidade e exige cálculos matemáticos não complicados. É preciso a conversão de m3 para litros. Temos 15% de óleo disponível em 8 bilhões de Kg de pó de café. A massa (m) então pode ser calculada fazendo-se: m=8000000000 x 15/100 =1200000000Kg Usando a fórmula de densidade(d), podemos calcular o volume (V):
Sabe-se que 1dm3 é igual a 1 litro. Logo, isto dá 1,33x109 litros, ou 1,33 bilhões de litros. A resposta é a alternativa C.
Q42-P09V Considere a ação de se ligar uma bomba hidráulica elétrica para captar água de um poço e armazená-la em uma caixa d'água localizada alguns metros acima do solo. As etapas seguidas pela energia entre a usina hidroelétrica e a residência do usuário podem ser divididas da seguinte forma: I - na usina: água flui da represa até a turbina, que aciona o gerador para produzir energia elétrica; II- na transmissão: no caminho entre a usina e a residência do usuário a energia elétrica flui por condutores elétricos; III - na residência: a energia elétrica aciona um motor cujo eixo está acoplado ao de uma bomba hidráulica e, ao girar, cumpre a tarefa de transferir água do poço para a caixa. As etapas l, II e III acima mostram, de forma resumida e simplificada, a cadeia de transformações de energia que se processam desde a fonte de energia primária até o seu uso final. A opção que detalha o que ocorre em cada etapa é: A) Na etapa l, a energia potencial gravitacional da água armazenada na represa transforma-se em energia potencial da água em movimento na tubulação, a qual, lançada na turbina, causa a rotação do eixo do gerador elétrico e a correspondente energia cinética, dá lugar ao surgimento de corrente elétrica. B) Na etapa l, parte do calor gerado na usina se transforma em energia potencial na tubulação, no eixo da turbina e dentro do gerador; e também por efeito Joule no circuito
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interno do gerador. C) Na etapa II, elétrons movem-se nos condutores que formam o circuito entre o gerador e a residência; nessa etapa, parte da energia elétrica transforma-se em energia térmica por efeito Joule nos condutores e parte se transforma em energia potencial gravitacional. D) Na etapa III, a corrente elétrica é convertida em energia térmica, necessária ao acionamento do eixo da bomba hidráulica, que faz a conversão em energia cinética ao fazer a água fluir do poço até a caixa, com ganho de energia potencial gravitacional pela água. E) Na etapa III, parte da energia se transforma em calor devido a forças dissipativas (atrito) na tubulação; e também por efeito Joule no circuito interno do motor; outra parte é transformada em energia cinética da água na tubulação e potencial gravitacional da água na caixa d'água.
SOLUÇÃO POSSÍVEL
Exige o conhecimento dos processos de transformações de energia. Energia potencial gravitacional, cinética, elétrica e térmica. Efeito joule. Vamos analisar cada alternativa:
a) Falso. A etapa I corresponde a uma hidrelétrica. Nesta usina, a água represada tem energia potencial gravitacional. A água é liberada da represa e durante sua queda, sua energia potencial gravitacional é transformada em energia cinética (ganho de velocidade) que vai movimentar as turbinas do gerador de eletricidade ao passar por elas. No gerador a água é freada e ocorre a transformação de energia cinética em elétrica.
b) Falso. A transformação de energia da etapa I ocorre como explicitada na alternativa a.
c) Falso. Na etapa II os fios conduzem a energia elétrica. Ocorre a movimentação dos elétrons no condutor. Nestes condutores, parte da energia elétrica é transformada em energia térmica (Efeito Joule). O aquecimento ocorre devido ao fato dos fios condutores apresentarem resistência elétrica. Não aparece energia potencial gravitacional nesta etapa.
d) Falso. Na etapa III ocorre transformação de energia elétrica em energia cinética (movimento) no motor que aciona a bomba. No motor também ocorre transformação de parte da energia elétrica em energia térmica (Efeito Joule). Este efeito é notado, pois ocorre aquecimento de fios condutores internos ao motor. A bomba empurra a água que ganha energia cinética. Durante a propagação da água, devido ao atrito com a tubulação, ocorre a transformação de energia cinética em calor. Como a água vai subir até um reservatório ocorre também a transformação de energia cinética em energia potencial gravitacional.
e) Verdadeiro. Esta descrição está de acordo com o que descrevemos na alternativa D sobre as transformações de energia que ocorrem na etapa III.
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Q60-P1ªap10
A fonte de energia representada na figura, considerada uma das mais limpas e sustentáveis do mundo, é extraída do calor gerado:
A)pela circulação do magma no subsolo. B)pelas erupções constantes dos vulcões. C)pelo sol que aquece as águas com radiação ultravioleta. D)pela queima do carvão e combustíveis fósseis. E)pelos detritos e cinzas vulcânicas.
SOLUÇÃO POSSÍVEL Problema que envolve transformação de energia. Aborda a produção limpa de energia elétrica. Sabe-se que o magma no subsolo está em altas temperaturas. A própria figura do enunciado da questão explicita isto. Então, com a circulação do magma no subsolo, a água é aquecida e consequente sofre uma elevação ao solo. Observem que na figura é citado que em regiões onde as placas tectônicas se encontram, esse magma está mais próximo da superfície da terra. Esta água quente (vapor de água a alta pressão) que emerge do subsolo pode ser utilizada para mover turbinas e produzir energia elétrica de maneira limpa. Envolve uma fonte de energia, que observo ser pouco citada nos livros didáticos tradicionais de física para o ensino médio. Uma vantagem, desta forma de obtenção de energia é que não se utiliza combustíveis fósseis, geralmente empregados em usinas Termoelétricas para produzir o vapor de água a alta pressão. A resposta é a alternativa A.
Q87-P1ªap10 Deseja-se instalar uma estação de geração de energia elétrica em um município localizado no interior de um pequeno vale cercado de altas montanhas de difícil acesso. A cidade é cruzada por um rio, que é fonte de água para consumo, irrigação das lavouras de subsistência e pesca. Na região, que possui pequena extensão territorial, a incidência solar é alta o ano todo. A estação em questão irá abastecer apenas o município apresentado. Qual forma de obtenção de energia, entre as apresentadas, é a mais indicada para ser implantada nesse município de modo a causar o menor impacto ambiental? A) Termelétrica, pois é possível utilizar a água do rio no sistema de refrigeração. B) Eólica, pois a geografia do local é própria para a captação desse tipo de energia. C) Nuclear, pois o modo de resfriamento de seus sistemas não afetaria a população. D) Fotovoltaica, pois é possível aproveitar a energia solar que chega à superfície do local. E) Hidrelétrica, pois o rio que corta o município é suficiente para abastecer a usina construída.
148
SOLUÇÃO POSSÍVEL
Questão que abrange o Conteúdo de Energia. Necessita do conhecimento das formas de obtenção de energia elétrica, dos tipos de usinas geradoras: Nuclear, hidrelétricas, termelétricas, Eólicas, solares, etc. Envolve o conhecimento das vantagens e desvantagens de cada processo usado por cada tipo de usina para obtenção de energia elétrica. Como o texto cita que a incidência solar na região é elevada, constata-se que é mais interessante a instalação de uma usina com coletores solares (fotovoltaica). A escolha desta usina, também se justifica pelo fato de minimizar impactos ambientais sobre a cidade. Os outros tipos de usinas trariam consequências desagradáveis para o ambiente local. A alternativa correta seria a letra D O enunciado da situação problema não explica o funcionamento dos vários tipos de usina.
Q48-P2ªap10 No nosso dia a dia deparamo-nos com muitas tarefas pequenas e problemas que demandam pouca energia para serem resolvidos e, por isso, não consideramos a eficiência energética de nossas ações. No global, isso significa desperdiçar muito calor que poderia ainda ser usado como fonte de energia para outros processos. Em ambientes industriais, esse reaproveitamento é feito por um processo chamado de cogeração. A figura a seguir ilustra um exemplo de cogeração na produção de energia elétrica.
Em relação ao processo secundário de aproveitamento de energia ilustrado na figura, a perda global de energia é reduzida por meio de transformação de energia. A)térmica em mecânica B)mecânica em térmica C)química em térmica D)química em mecânica E)elétrica em luminosa
SOLUÇÃO POSSÍVEL Situação-problema que envolve o conteúdo de energia, em específico a identificação de tipos/etapas de transformação de energia. Abrange Termodinâmica também. Lembrando que calor é energia térmica em trânsito. A movimentação da turbina caracteriza o aparecimento de energia mecânica. Como o calor recuperado promove a movimentação da turbina através da produção de vapor, concluímos que há transformação de energia térmica em mecânica no processo secundário. O calor recuperado pode, por exemplo, ser utilizado para transformar água líquida em vapor a alta pressão para movimentar as turbinas de um gerador de eletricidade. A resposta é a alternativa A.
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H 10
Q10-P09V Metade do volume de óleo de cozinha consumido anualmente no Brasil, cerca de dois bilhões de litros, é jogada incorretamente em ralos, pias e bueiros. Estima-se que cada litro de óleo descartado polua milhares de litros de água. O óleo no esgoto tende a criar uma barreira que impede a passagem da água, causa entupimentos e, consequentemente, enchentes. Além disso, ao contaminar os mananciais, resulta na mortandade de peixes. A reciclagem do óleo de cozinha, além de necessária, tem mercado na produção de biodiesel. Há uma demanda atual de 1,2 bilhões de litros de biodiesel no Brasil. Se houver planejamento na coleta, transporte e produção, estima-se que se possa pagar até R$ 1,00 por litro de óleo a ser reciclado. Programa mostra caminho para uso do óleo de fritura na produção de biodiesel.
Disponível em: http://www.nutrmewa.com.br. Acesso em: 14 fev. 2009 (adaptado)
De acordo com o texto, o destino inadequado do óleo de cozinha traz diversos problemas. Com o objetivo de contribuir para resolver esses problemas, deve-se A) Utilizar o óleo para a produção de biocombustíveis, como etanol. B) coletar o óleo devidamente e transportá-lo às empresas de produção de biodiesel. C) limpar periodicamente os esgotos das cidades para evitar entupimentos e enchentes. D) utilizar o óleo como alimento para os peixes, uma vez que preserva seu valor nutritivo após o descarte. E) descartar o óleo diretamente em ralos, pias e bueiros, sem tratamento prévio com agentes dispersantes.
SOLUÇÃO POSSÍVEL Questão que envolve o tema energia, em específico o tema reciclagem e a produção de biocombustíveis. Consideramos esta questão também pertinente à Física por tratar de tema ligado à energia. É uma questão de interpretação de texto. O texto da questão enfatiza malefícios da ação de se descartar o óleo de cozinha em pias e ralos e destaca a importância em se reaproveitar o óleo de cozinha para a produção de biocombustíveis. O enunciado ajuda na solução na medida em que diz que “a reciclagem do óleo de cozinha, além de necessária, tem mercado na produção de biodiesel”. Desta maneira, a opção correta é a letra B.
Q8-P09A A economia moderna depende da disponibilidade de muita energia em diferentes formas, para funcionar e crescer. No Brasil, o consumo total de energia pelas indústrias cresceu mais de quatro vezes no período entre 1970 e 2005. Enquanto os investimentos em energias limpas e renováveis, como solar e eólica, ainda são incipientes, ao se avaliar a possibilidade de instalação de usinas geradoras de energia elétrica, diversos fatores devem ser levados em consideração, tais como os impactos causados ao ambiente e às populações locais.
RICARDO, B.; CAMPANILI, M. Almanaque Brasil Socioambiental . São Paulo: Instituto Socioambiental, 2007 (adaptado).
Em uma situação hipotética, optou-se por construir uma usina hidrelétrica em região que abrange diversas quedas d’água em rios cercados por mata, alegando-se que causaria impacto ambiental muito menor que uma usina termelétrica. Entre os possíveis impactos da instalação de uma usina hidrelétrica nessa região, inclui-se A) a poluição da água por metais da usina. B) a destruição do habitat de animais terrestres. C) o aumento expressivo na liberação de CO2 para a atmosfera. D) o consumo não renovável de toda água que passa pelas turbinas. E) o aprofundamento no leito do rio, com a menor deposição de resíduos no trecho de rio anterior à represa.
SOLUÇÃO POSSÍVEL Questão que envolve a produção de energia elétrica através de hidroelétricas e as consequências ambientais deste tipo de usina. É importante que o aluno conheça a estrutura desta usina para que ele possa avaliar impactos ambientais. A resposta correta é a letra B. Para a construção de usinas hidrelétricas há a criação de grandes reservatórios de água, acumulando energia na forma de energia potencial gravitacional. No local destes
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reservatórios viviam diferentes seres vivos. Então, quando uma usina hidrelétrica é instalada, o habitat de diferentes animais é destruído com a inundação das matas ali existentes. Vejam que no texto da questão não explica como é uma usina hidrelétrica e seus possíveis impactos ambientais. O estudante precisa ter incorporado este conhecimento.
Q57-P1ªap10 As cidades industrializadas produzem grandes proporções de gases como o CO2, o principal gás causador do efeito estufa. Isso ocorre por causa da quantidade de combustíveis fósseis queimados, principalmente no transporte, mas também em caldeiras industriais. Além disso, nessas cidades concentram-se as maiores áreas com solos asfaltados e concretados, o que aumenta a retenção de calor, formando o que se conhece por “ilhas de calor”. Tal fenômeno ocorre porque esses materiais absorvem o calor e o devolvem para o ar sob a forma de radiação térmica. Em áreas urbanas, devido à atuação conjunta do efeito estufa e das “ilhas de calor”, espera-se que o consumo de energia elétrica:
A)diminua devido á utilização de caldeiras indústrias metalúrgicas B)aumente devido ao bloqueio da luz do sol pelos gases do efeito estufa. C)Diminua devido á não necessidade de aquecer a água utilizada em indústrias. D)Aumente devido á necessidade de maior refrigeração de indústrias e residências. E)Diminua devido á grande quantidade de radiação térmica reutilizada.
SOLUÇÃO POSSÍVEL Questão relacionada ao tema energia. Envolve a noção de que em refrigeradores é necessário um trabalho externo, geralmente feito por compressores movidos à energia elétrica, para se retirar calor de uma fonte fria e rejeitar a uma fonte quente. Com a elevação da temperatura nas cidades, torna-se necessário a refrigeração para um melhor conforto térmico. O uso de máquinas refrigeradoras exige a realização de trabalho externo (2ª lei da termodinâmica); ou seja, o consumo de energia elétrica aumenta nas áreas urbanas, uma vez que o trabalho externo nas máquinas frigoríficas geralmente é oriundo de motores elétricos nas indústrias e residências. Sendo assim, a opção D é a correta. O enunciado não explica sobre máquinas refrigeradoras.
C= Competência; H=Habilidade ;P= Prova ; V=Vazou; A =Aplicada; ap= aplicação; Q=Questão ; 09=Ano de 2009; 10=ano de 2010 ; T= Total
Fonte: Elaborado pelo autor.
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QUADRO 16 - ENUNCIADOS E POSSÍVEIS SOLUÇÕES DAS QUE STÕES, QUE EVIDENCIAM ALGUMA FÍSICA NO NOVO ENEM, INSERIDAS NA C5 E
SEPARADAS POR HABILIDADE.
H
8 QUESTÕES
Competência de área 5 – Entender métodos e procedimentos próprios das ciências naturais e aplicá-los em diferentes contextos.
Total/H
H 17
Q18-P09V O lixo radioativo ou nuclear é resultado da manipulação de materiais radioativos, utilizados hoje na agricultura, na indústria, na medicina, em pesquisas científicas, na produção de energia etc. Embora a radioatividade se reduza com o tempo, o processo de decaimento radioativo de alguns materiais pode levar milhões de anos. Por isso, existe a necessidade de se fazer um descarte adequado e controlado de resíduos dessa natureza. A taxa de decaimento radioativo é medida em termos de um tempo característico, chamado meia-vida, que é o tempo necessário para que uma amostra perca metade de sua radioatividade original. O gráfico seguinte representa a taxa de decaimento radioativo do rádio-226, elemento químico pertencente à família dos metais alcalinos terrosos e que foi utilizado durante muito tempo na medicina.
As informações fornecidas mostram que A) quanto maior é a meia-vida de uma substância mais rápido ela se desintegra. B) apenas 1/8 de uma amostra de rádio-226 terá decaído ao final de 4.860anos. C) metade da quantidade original de rádio-226, ao final de 3.240 anos, ainda estará por decair. D) restará menos de 1% de rádio-226 em qualquer amostra dessa substância após decorridas 3 meias-vidas. E) a amostra de rádio-226 diminui a sua quantidade pela metade a cada intervalo de 1.620 anos devido à desintegração radioativa.
SOLUÇÃO POSSÍVEL Questão que envolve o conceito de meia vida em radioatividade. A meia-vida de um elemento radioativo é o intervalo de tempo no qual a quantidade de uma amostra radioativa do elemento é reduzida pela metade. Observando o gráfico, percebemos que decorridos 1620 anos a massa da amostra de rádio-226 se reduz a metade. Logo, a meia vida deste elemento químico é 1620 anos. Sendo assim, a resposta correta é a letra E.
Q31-P09V De maneira geral, se a temperatura de um líquido comum aumenta, ele sofre dilatação. O mesmo não ocorre com a água, se ela estiver a uma temperatura próxima a de seu ponto de congelamento. O gráfico mostra como o volume específico (inverso da densidade) da
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água varia em função da temperatura, com uma aproximação na região entre 0ºC e 10 ºC, ou seja, nas proximidades do ponto de congelamento da água.
A partir do gráfico, é correto concluir que o volume ocupado por certa massa de água A) diminui em menos de 3% ao se resfriar de 100ºC a 0ºC. B) aumenta em mais de 0,4% ao se resfriar de 4ºC a 0 °C. C) diminui em menos de 0,04% ao se aquecer de 0ºC a 4ºC. D) aumenta em mais de 4% ao se aquecer de 4ºC a 9ºC. E) aumenta em menos de 3% ao se aquecer de 0ºC a 100ºC .
SOLUÇÃO POSSÍVEL Questão sobre dilatação térmica irregular da água. No gráfico aparece um eixo com o volume específico em função da temperatura. No enunciado, o conceito de volume específico é definido como o inverso da densidade. Usando a expressão da densidade, obtemos que:
m
VV
V
md esp =⇒=
Em que: Vesp= volume específico; V= volume da água; m= massa; d= densidade. Como a massa m não muda com a temperatura, concluímos que Vesp e V estão diretamente relacionados. Se o volume específico aumenta, o volume aumenta junto e vice-versa. Observando o gráfico b, vemos que o Vesp entre 0 e 4ºC varia de aproximadamente 1,00016 (cm3 /g) até 1,00003 (cm3/g). Ou seja, diminuiu 0,00013 quando se aquece a água de 0°C a 4°C. Vamos calcular qual o percentual de r edução:
1,00016→100% 0,00013→%
%013,010000016,1
00013,0% == x
Desta maneira, a resposta correta é a letra C.
Q40-P09V As células possuem potencial de membrana, que pode ser classificado em repouso ou ação, e é uma estratégia eletrofisiológica interessante e simples do ponto de vista físico.
153
Essa característica eletrofisiológica está presente na figura a seguir, que mostra um potencial de ação disparado por uma célula que compõe as fibras de Purkinje, responsáveis por conduzir os impulsos elétricos para o tecido cardíaco, possibilitando assim a contração cardíaca. Observa-se que existem quatro fases envolvidas nesse potencial de ação, sendo denominadas fases 0,1, 2 e 3.
O potencial de repouso dessa célula é -100 mV, e quando ocorre influxo de íons Na+ e Ca2+, a polaridade celular pode atingir valores de até +10 mV, o que se denomina despolarização celular. A modificação no potencial de repouso pode disparar um potencial de ação quando a voltagem da membrana atinge o limiar de disparo que está representado na figura pela linha pontilhada. Contudo, a célula não pode se manter despolarizada, pois isso acarretaria a morte celular. Assim, ocorre a repolarização celular, mecanismo que reverte a despolarização e retorna a célula ao potencial de repouso. Para tanto, há o efluxo celular de íons K+. Qual das fases, presentes na figura, indica o processo de despolarização e repolarização celular, respectivamente? A) Fases 0 e 2. B) Fases 0 e 3. C) Fases 1 e 2. D) Fases 2 e 0. E) Fases 3 e 1.
SOLUÇÃO POSSÍVEL Questão envolve eletricidade, em específico o potencial elétrico. Basicamente é uma questão de interpretação do gráfico e enunciado do problema. Observem que na fase 0, o potencial cresce e na fase 3 o potencial volta a seu valor inicial. O enunciado explica que a despolarização ocorre com o aumento da voltagem, atingindo valores de até 10mV. Logo, significa que a fase 0 representa o processo de despolarização. O texto do enunciado também relata que na repolarização ocorre o retorno do potencial elétrico ao potencial de repouso de -100mV. Observem que isso ocorre na última fase (fase 3). Desta maneira, a resposta correta é a alternativa B.
Q24-P09A Umidade relativa do ar é o termo usado para descrever a quantidade de vapor de água contido na atmosfera. Ela é definida pela razão entre o conteúdo real de umidade de uma parcela de ar e a quantidade de umidade que a mesma parcela de ar pode armazenar na mesma temperatura e pressão quando está saturada de vapor, isto é, com 100% de umidade relativa. O gráfico representa a relação entre a umidade relativa do ar e sua temperatura ao longo de um período de 24 horas em um determinado local.
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Considerando-se as informações do texto e do gráfico, conclui-se que A) a insolação é um fator que provoca variação da umidade relativa do ar. B) o ar vai adquirindo maior quantidade de vapor de água à medida que se aquece. C) a presença de umidade relativa do ar é diretamente proporcional à temperatura do ar. D) a umidade relativa do ar indica, em termos absolutos, a quantidade de vapor de água existente na atmosfera. E) a variação da umidade do ar se verifica no verão, e não no inverno, quando as temperaturas permanecem baixas.
SOLUÇÃO POSSÍVEL Questão sobre umidade relativa do ar. A solução da questão é encaminhada no enunciado, pois defini o conceito de umidade relativa, além de apresentar um gráfico, que basta ser analisado, para solucionar o problema. A partir do gráfico é possível concluir que a variação de temperatura modifica o valor da umidade relativa do ar. Observando o gráfico, nota-se que à medida que a temperatura aumenta, a umidade relativa reduz e vice-versa. Como a variação de temperatura pode ser provocada pela insolação, concluímos que a resposta correta é a alternativa A.
Q29-P09A Os núcleos dos átomos são constituídos de prótons e nêutrons, sendo ambos os principais responsáveis pela sua massa. Nota-se que, na maioria dos núcleos, essas partículas não estão presentes na mesma proporção. O gráfico mostra a quantidade de nêutrons (N) em função da quantidade de prótons (Z) para os núcleos estáveis conhecidos.
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O antimônio é um elemento químico que possui 50 prótons e possui vários isótopos ― átomos que só se diferem pelo número de nêutrons. De acordo com o gráfico, os isótopos estáveis do antimônio possuem A) entre 12 e 24 nêutrons a menos que o número de prótons. B) exatamente o mesmo número de prótons e nêutrons. C) entre 0 e 12 nêutrons a mais que o número de prótons. D) entre 12 e 24 nêutrons a mais que o número de prótons. E) entre 0 e 12 nêutrons a menos que o número de prótons.
SOLUÇÃO POSSÍVEL Envolve a parte de física nuclear, pode se dizer. A solução da questão é basicamente a interpretação do gráfico apresentado no enunciado. Os átomos isótopos de antimônio apresentam número atômico 50, ou seja, têm 50 prótons e um número variável de nêutrons. Verifica-se pelo gráfico que os isótopos estáveis do antimônio possuem entre 12 e 24 nêutrons a mais que o número de prótons, que é o encontrado na alternativa D. Observe que o número de nêutrons varia de, aproximadamente, 62 a 74 no eixo vertical, quando se fixa o valor de 50 prótons no eixo horizontal. Para ficar mais claro, observem as linhas tracejadas que fizemos no gráfico a seguir:
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Q72-P1ªap10 A energia elétrica consumida nas residências é medida, em quilowatt-hora, por meio de um relógio medidor de consumo. Nesse relógio, da direita para esquerda, tem-se o ponteiro da unidade, da dezena, da centena e do milhar. Se um ponteiro estiver entre dois números, considera-se o último número ultrapassado pelo ponteiro. Suponha que as medidas indicadas nos esquemas seguintes tenham sido feitas em uma cidade em que o preço do quilowatt-hora fosse de R$ 0,20.
O valor a ser pago pelo consumo de energia elétrica registrado seria de A) R$ 41,80. B) R$ 42.00. C) R$ 43.00. D) R$ 43,80. E) R$ 44,00.
SOLUÇÃO POSSÍVEL Questão que envolve Eletricidade. Trabalha com a maneira de se fazer a leitura correta de um medidor do consumo de energia elétrica. O enunciado ensina como fazer a leitura no medidor: “Nesse relógio, da direita para a esquerda, tem-se o ponteiro da unidade, da dezena, da centena e do milhar. Se um ponteiro estiver entre dois números, considera-se o último número ultrapassado pelo ponteiro.” Observando o relógio, é possível perceber,
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através da ordem crescente dos números, o sentido de rotação do ponteiro. Sendo assim, temos os seguintes valores para as leituras: Leitura atual: 2783 KWh Leitura do mês anterior: 2563 KWh Então, o consumo de energia no período pode ser obtido pela diferença entre as duas leituras: Consumo=2783 - 2563=220kwh Como cada kwh custa R$0,20 Então, o custo será: 0,20x220=R$ 44,00. A alternativa correta é a letra E.
Q64-p2ªap10
Rua da Passagem
Os automóveis atrapalham o trânsito.
Gentileza é fundamental.
Não adianta esquentar a cabeça.
Menos peso do pé no pedal.
O trecho da música, de Lenine e Arnaldo Antunes (1999), ilustra a preocupação com o trânsito nas cidades, motivo de uma campanha publicitária de uma seguradora brasileira. Considere dois automóveis, A e B respectivamente conduzidos por um motorista imprudente e por um motorista consciente e adepto da campanha citada. Ambos se encontram lado a lado no instante inicial t=0s , quando avistam um semáforo amarelo (que indica atenção, parada obrigatória ao se tornar vermelho). O movimento de A e B pode ser analisado por meio do gráfico, que representa a velocidade de cada automóvel em função do tempo.
As velocidades dos veículos variam com o tempo em dois intervalos: (I) entre os instantes 10 s e 20 s ; (II) entre os instantes 30 s e 40 s. De acordo com o gráfico, quais são os módulos das taxas de variação da velocidade do veículo conduzido pelo motorista imprudente, em m/s2, nos intervalos (I) e (II), respectivamente? A)1,0 e 3,0 B) 2,0 e 1,0 C)2,0 e 1,5 D) 2,0 e 3,0 E)10,0 e 30,0
SOLUÇÃO POSSÍVEL Uma questão típica de cinemática. Envolve o conceito de aceleração. Envolve a análise de gráfico de V(velocidade) x T(tempo). A fórmula de aceleração linear é útil para a solução. No primeiro intervalo (I) que há aceleração, temos o motorista imprudente “A” aumentando a velocidade. Observando o gráfico e usando a fórmula para o cálculo da aceleração (a) para este trecho temos:
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, em que: Vf=velocidade final no intervalo; V0= velocidade inicial no intervalo; ∆t= intervalo de tempo. No outro intervalo (II) com aceleração, temos o veículo A reduzindo a velocidade. Observando o gráfico, temos então:
Logo, a alternativa correta é a letra D.
H 18
Q86-P2ªap10 Usando pressões extremamente altas, equivalentes às encontradas nas profundezas da terra ou em um planeta gigante, cientistas criaram um novo cristal capaz de armazenar quantidades enormes de energia. Utilizando-se um aparato chamado bigoma de diamante, um cristal de difluoreto de xenônio (XeF2) foi pressionado, gerando um novo cristal com estrutura supercompacta e enorme quantidade de energia acumulada.
Embora as condições citadas sejam diferentes do cotidiano, o processo de acumulação de energia descrito é análogo ao da energia
A) armazenada em um carrinho de montanha russa durante o trajeto. B) armazenada na água do reservatório de uma usina hidrelétrica. C) liberada na queima de um palito de fósforo. D) gerada nos reatores das usinas nucleares. E) acumulada em uma mola comprimida.
SOLUÇÃO POSSÍVEL
Compreendo o conteúdo de energia potencial elástica. Energia potencial elástica é um conteúdo geralmente tratado no volume 1 dos livros de Física do ensino médio, dentro da parte de mecânica. Quando um objeto comprime uma mola (corpos elásticos) o sistema adquire energia potencial elástica. Esta situação seria então análoga à energia acumulada no cristal, uma vez que o mesmo é comprimido como uma mola. A energia potencial acumulada no sistema massa-mola pode ser transformada em energia cinética a posteriori. Logo, a resposta correta é a letra E.
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C= Competência; H=Habilidade; P= Prova ; V=Vazou; A =Aplicada; ap= aplicação; Q=Questão;
09=Ano de 2009; 10=ano de 2010. Fonte: Elaborado pelo autor.
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QUADRO 17 - ENUNCIADOS E POSSÍVEIS SOLUÇÕES DAS QUE STÕES, QUE EVIDENCIAM ALGUMA FÍSICA NO NOVO ENEM, INSERIDAS NA C6 E
SEPARADAS POR HABILIDADE.
H
32 QUESTÕES
Competência de área 6 – Apropriar-se de conhecimentos da física para, em situações problema, interpretar, avaliar ou planejar intervenções científico-tecnológicas.
Total/H
H 20
Q27-P09A O ônibus espacial Atlantis foi lançado ao espaço com cinco astronautas a bordo e uma câmera nova, que iria substituir uma outra danificada por um curto-circuito no telescópio Hubble. Depois de entrarem em órbita a 560 km de altura, os astronautas se aproximaram do Hubble. Dois astronautas saíram da Atlantis e se dirigiram ao telescópio. Ao abrir a porta de acesso, um deles exclamou: “Esse telescópio tem a massa grande, mas o peso é pequeno”.
Considerando o texto e as leis de Kepler, pode-se afirmar que a frase dita pelo astronauta A) se justifica porque o tamanho do telescópio determina a sua massa, enquanto seu pequeno peso decorre da falta de ação da aceleração da gravidade. B) se justifica ao verificar que a inércia do telescópio é grande comparada à dele próprio, e que o peso do telescópio é pequeno porque a atração gravitacional criada por sua massa era pequena. C) não se justifica, porque a avaliação da massa e do peso de objetos em órbita tem por base as leis de Kepler, que não se aplicam a satélites artificiais. D) não se justifica, porque a força-peso é a força exercida pela gravidade terrestre, neste caso, sobre o telescópio e é a responsável por manter o próprio telescópio em órbita. E) não se justifica, pois a ação da força-peso implica a ação de uma força de reação contrária, que não existe naquele ambiente. A massa do telescópio poderia ser avaliada simplesmente pelo seu volume.
SOLUÇÃO POSSÍVEL Questão sobre gravitação. Sobre o telescópio age a força de atração gravitacional exercida pela terra. Considerando a órbita circular, esta força atua como uma força centrípeta e é responsável por manter o satélite em órbita em torno do planeta terra. Esta força centrípeta é na realidade o próprio peso do satélite naquela órbita. O campo gravitacional na região da órbita é menor que na superfície terrestre, todavia não é motivo para inferir que o peso do mesmo é pequeno. A aceleração da gravidade na região de órbita não é zero, como muitos pensam. O peso do satélite seria o produto se sua massa pela aceleração da gravidade local. Da lei de Newton para a gravitação universal, concluímos que a aceleração da gravidade reduz com o quadrado da distância em relação ao centro de massa da terra. O raio da terra é aproximadamente 6300 km. Isso quer dizer, que para a gravidade reduzir seu valor em quatro vezes em relação à superfície terrestre, temos que pegar um ponto a uma altura de aproximadamente 6300 km em relação à superfície. Como o telescópio está em órbita a uma altura de apenas 560 km, a redução na aceleração da gravidade é bem pequena, mostrando que a
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redução do peso do telescópio é pequena quando o mesmo é levado da superfície terra para esta órbita. Logo, a resposta pertinente é a alternativa D.
Q32-P09V
O Super-homem e as leis do movimento Uma das razões para pensar sobre a física dos super-heróis é, acima de tudo, uma forma divertida de explorar muitos fenômenos físicos interessantes, desde fenômenos corriqueiros até eventos considerados fantásticos. A figura seguinte mostra o Super-homem lançando-se no espaço para chegar ao topo de um prédio de altura H. Seria possível admitir que com seus superpoderes ele estaria voando com propulsão própria, mas considere que ele tenha dado um forte salto. Neste caso, sua velocidade final no ponto mais alto do salto deve ser zero, caso contrário, ele continuaria subindo. Sendo g a aceleração da gravidade, a relação entre a velocidade inicial do Super-homem e a altura atingida é dada por: v2 = 2gH.
A altura que o Super-homem alcança em seu salto depende do quadrado de sua velocidade inicial porque A) a altura do seu pulo é proporcional à sua velocidade média multiplicada pelo tempo que ele permanece no ar ao quadrado. B) o tempo que ele permanece no ar é diretamente proporcional à aceleração da gravidade e essa é diretamente proporcional à velocidade. C) o tempo que ele permanece no ar é inversamente proporcional à aceleração da gravidade e essa é inversamente proporcional à velocidade média. D) a aceleração do movimento deve ser elevada ao quadrado, pois existem duas acelerações envolvidas: a aceleração da gravidade e a aceleração do salto. E) a altura do seu pulo é proporcional à sua velocidade média multiplicada pelo tempo que ele permanece no ar, e esse tempo também depende da sua velocidade inicial.
SOLUÇÃO POSSÍVEL Questão que envolve o conteúdo de cinemática. A velocidade média neste deslocamento é dada por:
T
DVm =
Em que D = distância e T= tempo.
Como se trata de um M. U. V a velocidade média coincide com a média aritmética das velocidades inicial e final que é:
2/)( Fom VVV += V0=velocidade inicial; VF=velocidade final
A distância percorrida pelo corpo que é a altura máxima (H) é então;
TVH m=
Ou seja, a altura máxima pode ser calculada pelo produto da velocidade média e do
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tempo transcorrido. Verifica-se então que a altura é proporcional a sua velocidade média. O tempo transcorrido depende da velocidade inicial, pois das equações do M. U. V temos que:
g
VTgTVV o
F =⇒−= 0
g=aceleração da gravidade Então, a expressão que aparece no texto pode ser deduzida fazendo-se:
g
V
g
Vx
VVTVH ooFo
m 22
2
=+
==
Pois, Vf=0. Logo, a resposta correta é a letra E.
Q17-P09A O Brasil pode se transformar no primeiro país das Américas a entrar no seleto grupo das nações que dispõem de trens-bala. O Ministério dos Transportes prevê o lançamento do edital de licitação internacional para a construção da ferrovia de alta velocidade Rio-São Paulo. A viagem ligará os 403 quilômetros entre a Central do Brasil, no Rio, e a Estação da Luz, no centro da capital paulista, em uma hora e 25 minutos.
Disponível em: http://oglobo.globo.com. Acesso em: 14 jul. 2009.
Devido à alta velocidade, um dos problemas a ser enfrentado na escolha do trajeto que será percorrido pelo trem é o dimensionamento das curvas. Considerando-se que uma aceleração lateral confortável para os passageiros e segura para o trem seja de 0,1 g, em que g é a aceleração da gravidade (considerada igual a 10 m/s2), e que a velocidade do trem se mantenha constante em todo o percurso, seria correto prever que as curvas existentes no trajeto deveriam ter raio de curvatura mínimo de, aproximadamente,
A) 80 m. B) 430 m. C) 800 m. D) 1.600 m. E) 6.400 m.
SOLUÇÃO POSSÍVEL Envolve cinemática. Inicialmente, precisamos calcular a velocidade do trem em metros/segundo através da fórmula de velocidade v=d/t . Em que: d= distância percorrida; t = tempo. Observem que transformamos a distância para metros e o tempo para segundos, durante a substituição na fórmula. Uma vez que a aceleração está em m/s2.
Agora, de posse da velocidade do trem e de sua aceleração, podemos usar a fórmula de aceleração centrípeta para encontrar o raio da curva. A aceleração centrípeta (acp) é dada por:
Em que: v = é a velocidade e R= o raio da trajetória. A aceleração lateral fornecida no enunciado será uma aceleração centrípeta. Ou seja, acp=0,1g=0,1x10m/s2=1m/s2. Substituindo na fórmula e resolvendo, temos:
Logo, das alternativas apresentadas, concluímos que o raio está mais próximo do valor apresentado na alternativa E: 6400m.
Q53-P1ªap10 Júpiter, conhecido como o gigante gasoso, perdeu uma das suas listras mais proeminentes, deixando o seu hemisfério sul estranhamente vazio. Observe a região em que a faixa sumiu, destacada pela seta.
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A aparência de júpiter é tipicamente marcada por duas faixas escuras em sua atmosfera- uma no hemisfério norte e outra no hemisfério sul. Como o gás está constantemente em movimento, o desaparecimento da faixa no planeta relaciona-se ao movimento das diversas camadas de nuvens em sua atmosfera. A luz do sol, refletida nessas nuvens, gera a imagem que é captada pelos telescópios, no espaço ou na Terra. O desaparecimento da faixa sul pode ter sido determinado por uma alteração A) na temperatura da
superfície do planeta. B) no formato da
camada gasosa do planeta. C) no campo
gravitacional gerado pelo planeta. D) na composição
química das nuvens do planeta. E) na densidade das
nuvens que compõem o planeta.
SOLUÇÃO POSSÍVEL Questão que envolve o conceito de densidade (relação entre a quantidade de massa de um gás existente em determinado volume) e um pouco de óptica. De acordo com o enunciado, o desaparecimento da faixa no planeta relaciona-se ao movimento das diversas camadas de nuvens em sua atmosfera. Com o movimento das camadas da atmosfera muda-se a concentração das nuvens em determinados locais, alterando-se então a densidade das nuvens que compõem o planeta em determinada região e consequentemente mudando a intensidade de luz refletida de determinada parte do planeta, fazendo desaparecer a faixa. Desta maneira, a resposta correta é a letra: E.
Q83-P1ªap10 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. Dessa forma, os homens não precisarão fazer força para remover a escultura do fundo. B) escultura ficará com peso menor. Dessa 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 á 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.
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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.
SOLUÇÃO POSSÍVEL Questão que envolve Empuxo de uma força, Dinâmica (2ª lei de Newton), conhecimento do sentido da força da gravidade e soma de vetores força (Resultante de forças sobre um corpo). A água exerce na escultura uma força vertical e para cima denominada Empuxo (E) e cujo módulo é calculado por:
Onde: µ= densidade do fluido deslocado( água) V=Volume de fluido deslocado pelo corpo g = aceleração local da gravidade Então, ficará mais fácil para se elevar a estátua com a piscina cheia, pois a água fará na estátua, para cima, uma força (empuxo) proporcional ao volume de água deslocada pela estátua que é o próprio volume da estátua. Sendo assim, o empuxo sobre a estátua se soma a força exercida pelos trabalhadores, gerando uma resultante de forças para cima que se torna maior que o peso da mesma. Veja a seguir o digrama de forças sobre a estátua mergulhada na água:
Em que: F= força total dos trabalhadores Logo, de acordo com a 2ª lei de Newton, se a resultante de forças sobre a estátua se torna diferente de zero, ela sai da situação de equilíbrio. Na situação de equilíbrio, podemos dizer que os trabalhadores fariam uma força F calculada por: F= P – E. Isso significa, que com o auxilia da água, os trabalhadores podem elevar a estátua fazendo uma força F menor que o peso P da mesma. Isso facilita a vida dos trabalhadores! Pelo explanado, a resposta correta é a alternativa: E.
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Q49-P2ªap10
Os quadrinhos mostram, por meio da projeção da sombra da árvore e do menino, a sequência de períodos do dia: matutino, meio-dia e vespertino, que é determinada
A) pela posição vertical da árvore e do menino. B) pela posição do menino em relação à árvore. C) pelo movimento aparente do sol em torno da terra. D) pelo fuso horário específico de cada ponto da superfície da terra. E) pela estação do ano, sendo que no inverno os dias são mais curtos que no verão.
SOLUÇÃO POSSÍVEL
Questão que envolve o princípio de propagação retilínea da luz e o movimento de astros. Como a luz viaja em linha reta, se a fonte de luz (sol) estiver a pino sobre a árvore a sombra praticamente desaparece. Estando o sol a esquerda da árvore (obstáculo opaco) a sombra produzida pela árvore fica à direita e vice-versa. Como exemplo, veja situação análoga na figura abaixo que caracteriza o período matutino.
Na figura anterior temos sombra à direita e sol à esquerda. Sendo assim, a resposta correta é a alternativa C.
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Q65-P2ªap10 Um brinquedo chamado ludião consiste em um pequeno frasco de vidro, parcialmente preenchido com água, que é emborcado (virado com a boca para baixo) dentro de uma garrafa PET cheia de água e tampada. Nessa situação, o frasco fica na parte superior da garrafa, conforme mostra a FIGURA 1.
Quando a garrafa é pressionada, o frasco se desloca para baixo, como mostrado na FIGURA 2.
Ao apertar a garrafa, o movimento de descida do frasco ocorre porque
A)diminui a força para baixo que a água aplica no frasco. B)aumenta a pressão na parte pressionada da garrafa. C)aumenta a quantidade de água que fica dentro do frasco. D)diminui a força de resistência da água sobre o frasco. E)diminui a pressão que a água aplica na base do frasco.
SOLUÇÃO POSSÍVEL A água exerce no frasco, dentro da garrafa, uma força vertical e para cima denominada Empuxo (E) e cujo módulo é calculado por:
Onde: µ= densidade do fluido deslocado(água) V=Volume de fluido deslocado g = aceleração local da gravidade O frasco do ludião está sujeito a duas forças (desprezando o atrito com o líquido), o peso para baixo e o empuxo para cima. O frasco é mergulhado dentro da garrafa de cabeça
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para baixo. Com isso, fica uma quantidade de ar dentro do frasco. Veja a figura a seguir:
Vamos considerar como sistema (ludião) para análise o frasco + bolsão de ar dentro do frasco. Ao se apertar a garrafa, aumenta-se a quantidade de água dentro do frasco. A bolha de ar diminui seu volume. Logo, o volume de fluído deslocado pelo sistema (frasco+ar) diminui. Consequentemente o empuxo sobre o ludião (frasco + bolsão de ar) reduz, tornando-se menor que seu peso constante (peso do frasco+peso do bolsão de ar), provocando sua descida de acordo com o princípio fundamental da dinâmica. Logo, a resposta correta é a alternativa C.
Q90-P2ªap10 Com a frequente adulteração de combustíveis, além de fiscalização, há necessidade de prover meios para que o consumidor verifique a qualidade do combustível. Para isso, nas bombas de combustível existe um densímetro, semelhante ao ilustrado na figura. Um tubo de vidro fechado fica imerso no combustível, devido ao peso das bolinhas de chumbo colocadas no seu interior. Uma coluna vertical central marca a altura de referência, que deve ficar abaixo ou no nível do combustível para indicar que sua densidade está adequada. Como o volume líquido varia com a temperatura mais que o do vidro, a coluna vertical é preenchida com mercúrio para compensar variações de temperatura.
De acordo com o texto, a coluna vertical de mercúrio, quando aquecida,
A) indica a variação da densidade do combustível com a temperatura. B) mostra a diferença de altura da coluna a ser corrigida C) mede a temperatura ambiente no momento do abastecimento. D) regula a temperatura do densímetro de acordo com a do ambiente. E) corrige a altura de referência de acordo com a densidade do líquido.
SOLUÇÃO POSSÍVEL
Para entendermos bem a utilidade do mercúrio dentro do densímetro, ao invés de uma simples marca pintada no vidro do mesmo, vamos imaginar uma situação onde a temperatura ambiente reduz e o combustível está dentro dos padrões legais. Se a temperatura cai, por exemplo, o volume do combustível diminui, aumentando sua densidade. De acordo com o princípio de Arquimedes (Empuxo), o densímetro é então empurrado para cima, uma vez que a contração do vidro é bem menor do que a do
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combustível devido ao baixo coeficiente de dilatação do vidro. Aumenta-se a diferença de densidade entre o combustível e o densímetro com o resfriamento e quanto menos denso é o corpo que flutua, menor é sua parte submersa. Então, se fosse feito apenas um risco pintado no vidro para marcar a posição em que o combustível está regular, neste caso o combustível regular seria considerado adulterado, uma vez que este risco ficaria superior à superfície do combustível regular. Para não ocorrer este erro, é colocado dentro do tubo do densímetro o mercúrio. A superfície do mercúrio passa a ser a marca de referência para a densidade regular do combustível. Fica mais honesto, pois, com a redução da temperatura, o mercúrio contrai mais que o vidro, mantendo a sua superfície na posição correta e assim corrigindo a altura de referência de acordo com a densidade do líquido. Se a temperatura aumenta, a correção também ocorreria, pois o mercúrio se dilataria dentro do densímetro. Logo, a resposta correta é a alternativa: E O texto da questão ajuda muito ao dizer: “Como o volume do líquido varia com a temperatura mais do que o do vidro, a coluna vertical é preenchida com mercúrio para compensar variações de temperatura”.
H 21
Q1-P09V O ciclo da água é fundamental para a preservação da vida no planeta. As condições climáticas da Terra permitem que a água sofra mudanças de fase e a compreensão dessas transformações é fundamental para se entender o ciclo hidrológico. Numa dessas mudanças, a água ou a umidade da terra absorve o calor do sol e dos arredores. Quando já foi absorvido calor suficiente, algumas das moléculas do líquido podem ter energia necessária para começar a subir para a atmosfera.
Disponível em: http://www.keroagua.blogspot.com. Ac esso em: 30 mar.2009 (adaptado) . A transformação mencionada no texto é a
(A) fusão. (B) liquefação. (C) evaporação. (D) solidificação. (E) condensação.
SOLUÇÃO POSSÍVEL Envolve o conteúdo de Mudança de Fase. O enunciado da questão descreve características pertinentes à evaporação: “Numa dessas mudanças, a água ou a umidade da terra absorve o calor do sol e dos arredores. Quando já foi absorvido calor suficiente, algumas das moléculas do líquido podem ter energia necessária para começar a subir para a atmosfera.” Sabemos que durante o processo de evaporação as moléculas com energia cinética maior são as que escapam da superfície do líquido. Sendo assim, a resposta correta é a opção C.
Q13-P09V A água apresenta propriedades físico-químicas que a coloca em posição de destaque como substância essencial à vida. Dentre essas, destacam-se as propriedades térmicas biologicamente muito importantes, por exemplo, o elevado valor de calor latente de vaporização. Esse calor latente refere-se à quantidade de calor que deve ser adicionada a um líquido em seu ponto de ebulição, por unidade de massa, para convertê-lo em vapor na mesma temperatura, que no caso da água é igual a 540 calorias por grama. A propriedade físico-química mencionada no texto confere à água a capacidade de A) servir como doador de elétrons no processo de fotossíntese. B) funcionar como regulador térmico para os organismos vivos. C) agir como solvente universal nos tecidos animais e vegetais. D) transportar os íons de ferro e magnésio nos tecidos vegetais. E) funcionar como mantenedora do metabolismo nos organismos vivos.
SOLUÇÃO POSSÍVEL Como a água possui grande calor latente de vaporização, durante sua vaporização (vaporização do suor) a mesma absorve grande quantidade de calor do ser vivo, evitando a elevação da temperatura do mesmo e desta forma agindo como regulador térmico para os organismos vivos. Sendo assim, a resposta correta é a opção: B.
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Q28-P09V Além de ser capaz de gerar eletricidade, a energia solar é usada para muitas outras finalidades. A figura a seguir mostra o uso da energia solar para dessalinizar a água. Nela, um tanque contendo água salgada é coberto por um plástico transparente e tem a sua parte central abaixada pelo peso de uma pedra, sob a qual se coloca um recipiente (copo). A água evaporada se condensa no plástico e escorre até o ponto mais baixo, caindo dentro do copo.
Nesse processo, a energia solar cedida à água salgada A) fica retida na água doce que cai no copo, tornando-a, assim, altamente energizada. B) fica armazenada na forma de energia potencial gravitacional contida na água doce. C) é usada para provocar a reação química que transforma a água salgada em água doce. D) é cedida ao ambiente externo através do plástico, onde ocorre a condensação do vapor. E) é reemitida como calor para fora do tanque, no processo de evaporação da água salgada.
SOLUÇÃO POSSÍVEL Para a água evaporar ela precisa absorver calor oriundo do sol. Para o vapor d’água se condensar é necessário à liberação de calor pelo vapor. Como a condensação ocorre no plástico, o calor é liberado ao meio externo através do plástico. Sendo assim, a resposta correta é a opção D.
Q34-P09V A Constelação Vulpécula (Raposa) encontra-se a 63 anos-luz da Terra, fora do sistema solar. Ali, o planeta gigante HD 189733b, 15% maior que Júpiter, concentra vapor de água na atmosfera. A temperatura do vapor atinge 900 graus Celsius. "A água sempre está lá, de alguma forma, mas às vezes é possível que seja escondida por outros tipos de nuvens", afirmaram os astrónomos do Spitzer Science Center (SSC), com sede em Pasadena, Califórnia, responsável pela descoberta. A água foi detectada pelo espectrógrafo infravermelho, um aparelho do telescópio espacial Spitzer. De acordo com o texto, o planeta concentra vapor de água em sua atmosfera a 900 graus Celsius. Sobre a vaporização infere-se que A) se há vapor de água no planeta, é certo que existe água no estado líquido também. B) a temperatura de ebulição da água independe da pressão, em um local elevado ou ao nível do mar, ela ferve sempre a 100 graus Celsius. C) o calor de vaporização da água é o calor necessário para fazer 1 kg de água líquida se transformar em 1 kg de vapor de água a 100 graus Celsius. D) um líquido pode ser superaquecido acima de sua temperatura de ebulição normal, mas de forma nenhuma nesse líquido haverá formação de bolhas. E) a água em uma panela pode atingir a temperatura de ebulição em alguns minutos, e é necessário muito menos tempo para fazer a água vaporizar completamente.
SOLUÇÃO POSSÍVEL Questão que envolve termodinâmica. Esta questão cobra o conceito de calor latente de vaporização. A opção C apresenta a definição do conceito. Interessante ressaltar que o conceito de calor latente está explicado no enunciado de outra questão desta mesma
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prova, a questão 13.
Q35-P09V Em grandes metrópoles, devido a mudanças na superfície terrestre - asfalto e concreto em excesso, por exemplo - formam-se ilhas de calor. A resposta da atmosfera a esse fenômeno é a precipitação convectiva. Isso explica a violência das chuvas em São Paulo, onde as ilhas de calor chegam a ter 2 a 3 graus centígrados de diferença em relação ao seu entorno.
Revista Terra da Gente. Ano 5, n° 60, Abril 2009 (adaptado). As características físicas, tanto do material como da estrutura projetada de uma edificação, são a base para compreensão de resposta daquela tecnologia construtiva em termos de conforto ambiental. Nas mesmas condições ambientais (temperatura, umidade e pressão), uma quadra terá melhor conforto térmico se A) pavimentada com material de baixo calor específico, pois quanto menor o calor específico de determinado material, menor será a variação térmica sofrida pelo mesmo ao receber determinada quantidade de calor. B) pavimentada com material de baixa capacidade térmica, pois quanto menor a capacidade térmica de determinada estrutura, menor será a variação térmica sofrida por ela ao receber determinada quantidade de calor. C) pavimentada com material de alta capacidade térmica, pois quanto maior a capacidade térmica de determinada estrutura, menor será a variação térmica sofrida por ela ao receber determinada quantidade de calor. D) possuir um sistema de vaporização, pois ambientes mais úmidos permitem uma mudança de temperatura lenta, já que o vapor d'água possui a capacidade de armazenar calor sem grandes alterações térmicas, devido ao baixo calor específico da água (em relação à madeira, por exemplo). E) possuir um sistema de sucção do vapor d'água, pois ambientes mais secos permitem uma mudança de temperatura lenta, já que o vapor d'água possui a capacidade de armazenar calor sem grandes alterações térmicas, devido ao baixo calor específico da água (em relação à madeira, por exemplo).
SOLUÇÃO POSSÍVEL Questão que envolve os conceitos de calor específico e capacidade térmica. Quanto maior é capacidade térmica de um corpo, mais difícil é para esquentar ou esfriar este corpo. Isso ocorre porque a capacidade térmica representa a quantidade de calor que um corpo tem que trocar para variar sua temperatura de uma unidade. O calor específico informa a quantidade de calor que cada unidade de massa da substância tem que trocar para variar sua temperatura de uma unidade. Logo, quanto maior for o calor específico de determinada massa fixa de um corpo, menor será a variação de temperatura sofrida pelo corpo ao trocar determinada quantidade fixa de calor. Para uma certa massa, sabemos que a capacidade térmica é proporcional ao calor específico. Para termos um certo conforto térmico na quadra, o ideal é que ela não esquente muito ao receber o calor do sol. Sendo assim, é necessário que ela seja feita de material de alto calor específico e consequentemente alta capacidade térmica. Desta maneira, a resposta correta é a alternativa C.
Q45-P09V Uma estudante que ingressou na universidade e, pela primeira vez, está morando longe da sua família, recebe a sua primeira conta de luz:
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Se essa estudante comprar um secador de cabelos que consome 1000 W de potência e considerando que ela e suas 3 amigas utilizem esse aparelho por 15 minutos cada uma durante 20 dias no mês, o acréscimo em reais na sua conta mensal será de
A) R$10,00 B) R$12,50 C) R$13,00 D) R$13,50 E) R$14,00
SOLUÇÃO POSSÍVEL Questão sobre consumo de energia elétrica. Envolve conceitos de potência elétrica e cálculos matemáticos. Exige boa interpretação do texto de uma conta de energia elétrica. Abrange o conhecimento da unidade prática KWh. Pode-se usar a fórmula de potência para resolver. Observando a conta, constatamos que: Consumo mensal = 260KWh Valor total do consumo mensal = 162,50 Sendo assim, com estes dados, podemos calcular em reais o valor total, incluindo impostos, de cada KWh. Valor de cada kWh = Valor total Pago/Consumo = 162,50/260 =R$ 0,625 Calculando o consumo de energia das garotas: t (tempo de uso do secador)= 15minx4x20 = 1200 minutos = 20 h(horas) Da definição de potência temos: P=E/t; em que P= potência, E= energia transformada, t= tempo. Logo, podemos escrever que: Energia = Potência x tempo=1000Wx20h=20000Wh=20KWh Como cada KWh custa R$ 0,625, então o acréscimo na conta seria de: 20x0,625=R$12,50 A resposta correta é a alternativa B.
Q14-P09A A eficiência de um processo de conversão de energia é definida como a razão entre a produção de energia ou trabalho útil e o total de entrada de energia no processo. A figura mostra um processo com diversas etapas. Nesse caso, a eficiência geral será igual ao produto das eficiências das etapas individuais. A entrada de energia que não se transforma em trabalho útil é perdida sob formas não utilizáveis (como resíduos de calor).
Aumentar a eficiência dos processos de conversão de energia implica economizar recursos e combustíveis. Das propostas seguintes, qual resultará em maior aumento da eficiência geral do processo?
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A) Aumentar a quantidade de combustível para queima na usina de força. B) Utilizar lâmpadas incandescentes, que geram pouco calor e muita luminosidade. C) Manter o menor número possível de aparelhos elétricos em funcionamento nas moradias. D) Utilizar cabos com menor diâmetro nas linhas de transmissão a fim de economizar o material condutor. E) Utilizar materiais com melhores propriedades condutoras nas linhas de transmissão e lâmpadas fluorescentes nas moradias.
SOLUÇÃO POSSÍVEL Envolve o conceito físico de eficiência energética. Este conceito é explicado no texto da questão: “A eficiência de um processo de conversão de energia é definida como a razão entre a produção de energia ou trabalho útil e o total de entrada de energia no processo”. Abrange conhecimentos dos fatores que influenciam na resistência elétrica, estes não explicados no texto, como, por exemplo, a influência do diâmetro do fio no valor da resistência elétrica. Envolve o conhecimento de que lâmpadas fluorescentes são mais eficientes do que as incandescentes. A resposta é a letra E. Quanto mais condutor é o material, menor é sua resistência elétrica e menor é a perda de energia por efeito joule. As lâmpadas fluorescentes produzem mais luz do que uma incandescente para uma mesma energia total de entrada (mesma potência). Vamos Discutir um pouco cada opção: A – queimar mais carvão apenas aumenta a quantidade de entrada de energia. Isso não reduz a eficiência do processo B – É bastante divulgado nos meios de comunicação, atualmente, que lâmpadas incandescentes são menos eficientes que as fluorescentes. As lâmpadas incandescentes geram muito calor e pouca luz (energia luminosa útil). Utilizar lâmpadas incandescentes só aumenta o consumo de energia elétrica. C – ligar menos aparelhos gasta menos energia elétrica, mas não altera eficiência (que é uma razão). D – Fios mais finos têm resistência maior, como mostra a 2ª Lei de Ohm:
ρ=resistividade elétrica; l=comprimento. Se a área de secção transversal (A) do condutor reduz, a resistência elétrica (R) aumenta. Para uma dada corrente elétrica i, sabemos que quanto maior a resistência (R) elétrica do condutor, maior é a potência dissipada (P) por efeito joule, como mostra a relação a seguir:
Sendo assim, maior resistência dos fios implica maiores perdas na forma de calor, e consequentemente menor eficiência. E – Quanto mais condutor é o material, menor é sua resistência elétrica e menor é a perda de energia por efeito joule (P=Ri2). As lâmpadas fluorescentes produzem mais luz do que uma incandescente para uma mesma energia total de entrada (mesma potência), sendo mais eficientes que as incandescentes.
Q30-P09A É possível, com 1 litro de gasolina, usando todo o calor produzido por sua combustão direta, aquecer 200 litros de água de 20 °C a 55 °C . Pode-se efetuar esse mesmo aquecimento por um gerador de eletricidade, que consome 1 litro de gasolina por hora e fornece 110 V a um resistor de 11 Ω, imerso na água, durante um certo intervalo de tempo. Todo o calor liberado pelo resistor é transferido à água.
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Considerando que o calor específico da água é igual a 4,19 J g-1 °C -1, aproximadamente qual a quantidade de gasolina consumida para o aquecimento de água obtido pelo gerador, quando comparado ao obtido a partir da combustão? A) A quantidade de gasolina consumida é igual para os dois casos. B) A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é duas vezes maior que a consumida na combustão. C) A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é duas vezes menor que a consumida na combustão. D) A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é sete vezes maior que a consumida na combustão. E) A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é sete vezes menor que a consumida na combustão.
SOLUÇÃO POSSÍVEL A princípio, vamos calcular a quantidade de calor necessária para aquecer a água. Como a densidade da água é 1g/cm3=1000Kg/m3 e lembrando que 1m3 corresponde a 1000litros, concluímos que 200litros de água possuem 200Kg de massa. O calor sensível (Q) necessário para aquecer a água pode ser calculado por: Q= mc∆T; em que: m= massa, c= calor específico, ∆T=variação de temperatura. Fazendo os cálculos, obtemos:
Vamos agora calcular a potência dissipada por Efeito Joule no resistor. Esta potência pode ser obtida pela relação: P=V2/R; em que P= potência, V=voltagem, R= resistência elétrica. Fazendo os cálculos:
Como a potência dissipada no resistor representa a quantidade de energia elétrica transformada em calor por unidade de tempo, podemos usar a fórmula que define potência para calcular o tempo gasto para que seja transferida a energia necessária para o aquecimento da água. A potência pode ser definida como: P=E/t; em que P = potência, E= energia transformada, t= tempo. Fazendo os cálculos:
Agora temos que transformar o tempo em segundos para horas. Lembrando que cada hora tem 3.600 s, basta fazer uma regra de três simples: 1 hora→3600s X horas→2,7x104s 3600x=2,7x104
→x≈7 horas Como em cada hora o gerador consome 1 litro de gasolina, gastará cerca de 7 litros do combustível. Sendo assim, a resposta correta é a alternativa D. A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é sete vezes maior que a consumida na combustão direta para aquecimento da água.
Q35-P09A O Sol representa uma fonte limpa e inesgotável de energia para o nosso planeta. Essa energia pode ser captada por aquecedores solares, armazenada e convertida posteriormente em trabalho útil. Considere determinada região cuja insolação — potência solar incidente na superfície da Terra — seja de 800 watts/m2. Uma usina termossolar utiliza concentradores solares parabólicos que chegam a dezenas de quilômetros de extensão. Nesses coletores solares parabólicos, a luz refletida pela superfície parabólica espelhada é focalizada em um receptor em forma de cano e aquece o óleo contido em seu interior a 400 °C. O calor de sse óleo é transferido para a água,
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vaporizando-a em uma caldeira. O vapor em alta pressão movimenta uma turbina acoplada a um gerador de energia elétrica.
Considerando que a distância entre a borda inferior e a borda superior da superfície refletora tenha 6 m de largura e que focaliza no receptor os 800 watts/m2 de radiação provenientes do Sol, e que o calor específico da água é 1 cal g-1 ºC-1 = 4.200 J kg-1 ºC-1, então o comprimento linear do refletor parabólico necessário para elevar a temperatura de 1 m3 (equivalente a 1 t) de água de 20 °C para 100 °C, em uma hora, estará entre
A) 15 m e 21 m. B) 22 m e 30 m. C) 105 m e 125 m. D) 680 m e 710 m. E) 6.700 m e 7.150 m.
SOLUÇÃO POSSÍVEL
Questão que envolve processos de produção de energia elétrica a partir do sol. Envolve conhecimentos de calorimetria. Exige conhecimentos matemáticos de cálculo de área. O calor sensível (Q) necessário para aquecer a água pode ser calculado por: Q= mc∆T; em que: m= massa, c= calor específico, ∆T=variação de temperatura. Fazendo os cálculos, obtemos:
Calculemos agora a potência necessária para aquecer a água no tempo estabelecido de 1 hora. Lembrando que 1hora=3600s. Utilizando a definição de potência, obtemos:
Sabemos que a Intensidade (I)é definida como: I=P/A; em que: P= potência; A= área Substituindo os dados na fórmula, encontramos a área necessária:
A área de uma figura retangular, como a abertura do espelho parabólico de 6 m de largura é igual a um lado vezes o outro. Logo, chamando a incógnita de L, podemos equacionar: Lx6m=117m2
→x=19m Sendo assim, a resposta correta é a letra A.
Q38-P09A Durante uma ação de fiscalização em postos de combustíveis, foi encontrado um mecanismo inusitado para enganar o consumidor. Durante o inverno, o responsável por um posto de combustível compra álcool por R$ 0,50/litro, a uma temperatura de 5 °C. Para revender o líquido aos motoristas, instalou um mecanismo na bomba de combustível para aquecê-lo, para que atinja a temperatura de 35 °C, sendo o litro de álcool revendido a R$ 1,60. Diariamente o posto compra 20 mil litros de álcool a 5ºC e os revende. Com relação à situação hipotética descrita no texto e dado que o coeficiente de dilatação volumétrica do álcool é de 1×10-3 ºC-1, desprezando-se o custo da energia gasta no aquecimento do combustível, o ganho financeiro que o dono do posto teria obtido devido ao aquecimento do álcool após uma semana de vendas estaria entre A) R$ 500,00 e R$ 1.000,00. B) R$ 1.050,00 e R$ 1.250,00.
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C) R$ 4.000,00 e R$ 5.000,00. D) R$ 6.000,00 e R$ 6.900,00. E) R$ 7.000,00 e R$ 7.950,00.
SOLUÇÃO POSSÍVEL
Com o aquecimento, ocorre a dilatação do combustível. A dilatação volumétrica de um líquido pode ser calculada pela relação: ∆V=V0γ∆T; em que ∆V= acréscimo no volume, V0=volume inicial, ∆T= variação da temperatura. Usando esta fórmula, encontramos o volume de álcool que aparece com a dilatação por dia:
Então, em uma semana teríamos: 600litros x 7=4200litros, vendidos a R$ 1,60. Como o problema quer apenas o ganho financeiro devido ao aquecimento, basta multiplicarmos: 4200x1,60=R$6720,00 Sendo assim, a resposta é a alternativa D.
Q39-P09A A invenção da geladeira proporcionou uma revolução no aproveitamento dos alimentos, ao permitir que fossem armazenados e transportados por longos períodos. A figura apresentada ilustra o processo cíclico de funcionamento de uma geladeira, em que um gás no interior de uma tubulação é forçado a circular entre o congelador e a parte externa da geladeira. É por meio dos processos de compressão, que ocorre na parte externa, e de expansão, que ocorre na parte interna, que o gás proporciona a troca de calor entre o interior e o exterior da geladeira.
Disponível em: http://home.howstuffworks.com. Acesso em: 19 out. 2008 (adaptado).
Nos processos de transformação de energia envolvidos no funcionamento da geladeira, A) a expansão do gás é um processo que cede a energia necessária ao resfriamento da parte interna da geladeira. B) o calor flui de forma não-espontânea da parte mais fria, no interior, para a mais quente, no exterior da geladeira. C) a quantidade de calor cedida ao meio externo é igual ao calor retirado da geladeira. D) a eficiência é tanto maior quanto menos isolado termicamente do ambiente externo for o seu compartimento interno. E) a energia retirada do interior pode ser devolvida à geladeira abrindo-se a sua porta, o que reduz seu consumo de energia.
SOLUÇÃO POSSÍVEL Questão que envolve o funcionamento de refrigeradores. No refrigerador, o calor é retirado da fonte fria (parte interna) e rejeitado a uma fonte quente (parte externa da geladeira). Esse processo não é espontâneo, é necessário um trabalho externo, realizado por um compressor, para que ocorra esta transferência de calor citada. Espontaneamente, o calor só flui de um corpo quente para um corpo frio. Sendo assim, a resposta correta é a alternativa B.
Q48-P1ªap10 As ondas eletromagnéticas, como a luz visível e as ondas de rádio, viajam em linha reta
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em um meio homogêneo. Então, as ondas de rádio emitidas na região litorânea do Brasil não alcançariam a região amazônica do Brasil por causa da curvatura da Terra. Entretanto sabemos que é possível transmitir ondas de rádio entre essas localidades devido à ionosfera. Com ajuda da ionosfera, a transmissão de ondas planas entre o litoral do Brasil e a região amazônica é possível por meio da
A)reflexão. B) refração. C) difração. D) polarização. E) interferência.
SOLUÇÃO POSSÍVEL Questão que envolve o conteúdo de reflexão de ondas, que é geralmente abordado nos capítulos de óptica e ondas. O tema também costuma ser trabalhado dentro de capítulos de eletromagnetismo, onde se aborda as ondas eletromagnéticas. Para a transmissão de ondas através da ionosfera o fenômeno ondulatório básico é a reflexão das ondas por esta camada da atmosfera. Logo, a resposta é a letra A.
Q58-P1ªap10 Sob pressão normal (ao nível do mar), a água entra em ebulição à temperatura de 1000 C. Tendo por base essa informação, um garoto residente em uma cidade litorânea fez a seguinte experiência: *Colocou uma caneca metálica contendo água no fogareiro do fogão de sua casa.
*Quando a água começou a ferver, encostou cuidadosamente a extremidade mais estreita de uma seringa de injeção, desprovida de agulha, na superfície do liquido e, erguendo o êmbolo da seringa, aspirou certa quantidade de água para seu interior, tapando-a em seguida.
*Verificando após alguns instantes que a água da seringa havia parado de ferver, ele ergueu o êmbolo da seringa, constatando, intrigado, que a água voltou a ferver após um pequeno deslocamento do êmbolo.
Considerando o procedimento anterior, a água volta a ferver porque esse deslocamento
A) permite a entrada de calor do ambiente externo para o interior da seringa. B) provoca, por atrito, um aquecimento da água contida na seringa. C) produz um aumento de volume que aumenta o ponto de ebulição da água. D) proporciona uma queda de pressão no interior da seringa que diminui o ponto de ebulição da água. E) possibilita uma diminuição da densidade da água que facilita sua ebulição.
SOLUÇÃO POSSÍVEL Questão que envolve o conhecimento da influência da pressão na temperatura de mudança de fase das substâncias. Relação entre volume e pressão (Lei de Boyle-Mariotte). A pressão influência na temperatura na qual a substância muda de fase. No caso da vaporização da água, quanto maior é a pressão, maior é a temperatura de ebulição. Por exemplo, ao nível do mar a água ferve a 100°C, enquanto que se estiver em uma região de menor pressão atmosférica (como Belo Horizonte-MG) ferve a uma temperatura menor. No caso da questão em estudo, a água dentro da seringa parou de ferver devido à redução da temperatura a um valor inferior a 100°C. Então, quando o estudante eleva o êmbolo, ele reduz a pressão interna sobre a água devido ao aumento do volume, consequentemente a água volta a ferver devido à queda no valor da temperatura de ebulição. Sendo assim, a resposta correta é a alternativa D.
Q75-P1ªap10 Duas irmãs que dividem o mesmo quarto de estudos combinaram de comprar duas caixas com tampas para guardarem seus pertences dentro de suas caixas, evitando, assim, a bagunça sobre a mesa de estudos. Uma delas comprou uma metálica, e a outra, uma caixa de madeira de área e espessura lateral diferentes, para facilitar a identificação. Um dia as meninas foram estudar para a prova de Física e, ao se acomodarem na mesa de estudos, guardaram seus celulares ligados dentro de suas caixas. Ao longo desse dia, uma delas recebeu ligações telefônicas, enquanto os amigos da outra tentavam ligar e recebiam a mensagem de que o celular estava fora da área de
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cobertura ou desligado. Para explicar essa situação, um físico deveria afirmar que o material da caixa, cujo telefone celular não recebeu as ligações é de A) madeira, e o telefone não funcionava porque a madeira não é um bom condutor de eletricidade. B) metal, e o telefone não funcionava devido à blindagem eletrostática que o metal proporcionava. C) metal, e o telefone não funcionava porque o metal refletia todo tipo de radiação que nele incidia. D) metal, e o telefone não funcionava porque a área lateral da caixa de metal era maior. E) madeira, e o telefone não funcionava porque a espessura desta caixa era maior que a espessura da caixa de metal.
SOLUÇÃO POSSÍVEL Questão envolvendo eletromagnetismo. Os metais são condutores de eletricidade apresentando grande quantidade de elétrons livres. Para o celular funcionar ele precisa receber radiação eletromagnética em certo intervalo de frequência. Na caixa com paredes metálicas ocorre uma interação da onda eletromagnética com o metal. Este efeito de interação provoca uma blindagem eletrostática no interior da caixa, fazendo o celular não tocar. Sendo assim, a resposta correta é a letra B, uma vez que a caixa metálica blinda o telefone de receber sinais eletromagnéticos.
Q57-P2ªap10 Atualmente, existem inúmeras opções de celulares com telas sensíveis ao toque (touchscreen). Para decidir qual escolher, é bom conhecer as diferenças entre os principais tipos de telas sensíveis ao toque existentes no mercado. Existem dois sistemas básicos usados para reconhecer o toque de uma pessoa:
• O primeiro sistema consiste de um painel de vidro normal, recoberto por duas camadas afastadas por espaçadores. Uma camada resistente a riscos é colocada por cima de todo o conjunto. Uma corrente elétrica passa através das duas camadas enquanto a tela está operacional. Quando um usuário toca a tela, as duas camadas fazem contato exatamente naquele ponto. A mudança no campo elétrico é percebida, e as coordenadas do ponto de contato são calculadas pelo computador.
• No segundo sistema, uma camada que armazena carga elétrica é colocada no painel de vidro do monitor. Quando um usuário toca o monitor com seu dedo, parte da carga elétrica é transferida para o usuário, de modo que a carga na camada que a armazena diminui. Esta redução é medida nos circuitos localizados em cada canto do monitor. Considerando as diferenças relativas de carga em cada canto, o computador calcula exatamente onde ocorreu o toque.
O elemento de armazenamento de carga análogo ao exposto no segundo sistema e a aplicação cotidiana correspondente são, respectivamente, A) receptores-televisor. B) resistores-chuveiro elétrico. C) geradores-telefone celular. D) fusíveis-caixa de força residencial. E) capacitores-flash de máquina fotográfica.
SOLUÇÃO POSSÍVEL
Questão que envolve capacitores. Um dispositivo estudado nas aulas de Física que acumula cargas elétricas é o capacitor. Sabe-se que capacitores são utilizados em máquinas fotográficas para acumular uma grande quantidade de carga que é descarregada rapidamente para a produção do flash. Este é um exemplo clássico apresentado em alguns livros, como aplicação tecnológica dos capacitores. Sendo assim, a resposta correta é a letra E.
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Q70-P2ªap10 Há vários tipos de tratamento de doenças cerebrais que requerem a estimulação de parte do cérebro por correntes elétricas. Os eletrodos são introduzidos no cérebro para gerar pequenas correntes em áreas específicas. Para se eliminar a necessidade de introduzir eletrodos no cérebro, uma alternativa é usar bobinas que, colocadas fora da cabeça, sejam capazes de induzir correntes elétricas no tecido cerebral. Para que o tratamento de patologias cerebrais com bobinas seja realizado satisfatoriamente, é necessário que
A) haja um grande número de espiras nas bobinas, o que diminui a voltagem
induzida. B) o campo magnético criado pelas bobinas seja constante, de forma a haver
indução eletromagnética. C) se observe que a intensidade das correntes induzidas depende da intensidade da
corrente nas bobinas. D) a corrente nas bobinas seja contínua, para que o campo magnético possa ser de
grande intensidade. E) o campo magnético dirija a corrente elétrica das bobinas para dentro do cérebro
do paciente.
SOLUÇÃO POSSÍVEL Questão que explora a Indução eletromagnética de Faraday. De acordo com a Lei de Faraday, quando se varia o fluxo de campo magnético em um circuito ocorre o aparecimento de uma força eletromotriz induzida ε, que por sua vez, estando o circuito fechado, provoca o aparecimento de uma corrente elétrica induzida no mesmo. A força eletromotriz média induzida pode ser calculada por:
Onde:
O fluxo de campo magnético produzido por uma bobina é proporcional à intensidade da corrente elétrica na mesma. Por sua vez, quanto maior é o pico de campo magnético produzido por uma bobina percorrida por corrente alternada, maior será também a taxa de variação do fluxo desse campo magnético no tempo e, por conseguinte, maior será a intensidade da corrente elétrica induzida por esta bobina. Sendo assim, podemos dizer que a intensidade das correntes induzidas no cérebro de um indivíduo depende da intensidade da corrente nas bobinas indutoras. Logo, a resposta correta é a alternativa C.
Q81-P2ªap10
Os dínamos são geradores de energia elétrica utilizados em bicicletas para acender uma pequena lâmpada. Para isso, é necessário que a parte móvel esteja em contato com o pneu da bicicleta e, quando ela entra em movimento, é gerada energia elétrica para acender a lâmpada. Dentro desse gerador, encontram-se um imã e uma bobina.
O princípio de funcionamento desse equipamento é explicado pelo fato de que a A)corrente elétrica no circuito fechado gera um campo magnético nessa região. B)bobina imersa no campo magnético em circuito fechado gera uma corrente elétrica C)bobina em atrito com o campo magnético no circuito fechado gera uma corrente
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elétrica. D)corrente elétrica é gerada em circuito fechado por causa da presença do campo magnético. E)corrente elétrica é gerada em circuito fechado quando há variação do campo magnético.
SOLUÇÃO POSSÍVEL De acordo com a Lei de Faraday, quando se varia o fluxo de campo magnético em um circuito é induzido o aparecimento de uma força eletromotriz ε, que por sua vez, estando o circuito fechado, provoca o aparecimento de uma corrente elétrica induzida no mesmo. A força eletromotriz média induzida pode ser calculada por:
Onde:
Logo, a resposta correta é a alternativa E.
Q85-p2ªap10 Ao contrário dos rádios comuns (AM ou FM), em que uma única antena transmissora é capaz de alcançar toda a cidade, os celulares necessitam de várias antenas para cobrir um vasto território. No caso dos rádios FM, a frequência de transmissão está na faixa dos MHz( ondas de rádio), enquanto, para os celulares, a frequência está na casa dos GHz (micro-ondas). Quando comparado aos rádios comuns, o alcance de um celular é muito menor.
Considerando-se as informações do texto, o fator que possibilita essa diferença entre propagação das ondas de rádio e as de micro-ondas é que as ondas de rádio são
A) facilmente absorvidas na camada da atmosfera superior conhecida como
ionosfera. B) capazes de contornar uma diversidade de obstáculos como árvores, edifícios
e pequenas elevações. C) mais refratadas pela atmosfera terrestre, que apresenta maior índice de
refração para as ondas de rádio D) menos atenuadas por interferência, pois o número de aparelhos que utilizam
ondas de rádio é menor. E) constituídas por pequenos comprimentos de onda que lhes conferem um alto
poder de penetração em materiais de baixa densidade.
SOLUÇÃO POSSÍVEL Sabe-se que quanto maior é o comprimento de onda, maior é a capacidade da onda difratar-se (contornar obstáculos). Comprimento de onda e frequência são inversamente proporcionais para uma mesma velocidade de propagação. De acordo com o texto da questão a frequência das micro-ondas é maior que a das ondas de rádio. Como estas ondas viajam no ar praticamente com a mesma rapidez, significa que as ondas de rádio possuem comprimento de onda maior que as ondas de micro-ondas. Lembrando que a velocidade de uma onda pode ser calculada pelo produto do seu comprimento de onda pela sua frequência. Logo, as ondas de rádio contornam uma diversidade de obstáculos (árvores, edifícios, etc.) que as micro-ondas não contornam. Sendo assim, a resposta correta é a letra B.
H 22
Q44-P09V Os radares comuns transmitem micro-ondas que refletem na água, gelo e outras partículas na atmosfera. Podem, assim, indicar apenas o tamanho e a distância das partículas, tais como gotas de chuva. O radar Doppler, além disso, é capaz de registrar a velocidade e a direção na qual as partículas se movimentam, fornecendo um quadro do fluxo de ventos em diferentes elevações. Nos Estado Unidos, a Nexrad, uma rede de 158 radares Doppler, montada na década de 1990 pela Diretoria Nacional Oceânica e Atmosférica (NOAA), permite que o Serviço Meteorológico Nacional (NWS) emita alertas
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sobre situações do tempo potencialmente perigosas com um grau de certeza muito maior. O pulso da onda do radar ao atingir uma gota de chuva, devolve uma pequena parte de sua energia numa onda de retorno, que chega ao disco do radar antes que ele emita a onda seguinte. Os radares da Nexrad transmitem entre 860 e 1300 pulsos por segundo, na frequência de 3000 MHz.
FISCHETTI, M., Radar Metereológico: Sinta o Vento. Scientific American. Brasil, n. 08, São Paulo, jan. 2003.
No radar Doppler, a diferença entre as frequências emitidas e recebidas pelo radar é dada por ∆f = (2ur / c)f0 onde ur é a velocidade relativa entre a fonte e o receptor, c = 3,0x108 m/s é a velocidade da onda eletromagnética, e f0 é a frequência emitida pela fonte. Qual é a velocidade, em km/h, de uma chuva, para a qual se registra no radar Doppler uma diferença de frequência de 300 Hz? (A)1,5 km/h (B)5,4 km/h (C)15 km/h (D)54 km/h (E)108 km/h
SOLUÇÃO POSSÍVEL Questão que envolve a interação de ondas eletromagnéticas com a matéria. Envolve o Efeito Doppler. Explora conversão de unidades de velocidade. Lembrando que para converter de m/s para Km/h pode-se multiplicar por 3,6. Exige o conhecimento de que um mega equivale a 1000000. É uma questão de aplicação da fórmula fornecida no enunciado. Então, é só substituir na fórmula e fazer a devida conversão de unidades. Assim:
Logo, a resposta correta é a letra D.
Q32-P09A Considere um equipamento capaz de emitir radiação eletromagnética com comprimento de onda bem menor que a da radiação ultravioleta. Suponha que a radiação emitida por esse equipamento foi apontada para um tipo específico de filme fotográfico e entre o equipamento e o filme foi posicionado o pescoço de um indivíduo. Quanto mais exposto à radiação, mais escuro se torna o filme após a revelação. Após acionar o equipamento e revelar o filme, evidenciou-se a imagem mostrada na figura abaixo.
Dentre os fenômenos decorrentes da interação entre a radiação e os átomos do indivíduo que permitem a obtenção desta imagem inclui-se a A) absorção da radiação eletromagnética e a consequente ionização dos átomos de cálcio, que se transformam em átomos de fósforo.
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B) maior absorção da radiação eletromagnética pelos átomos de cálcio que por outros tipos de átomos. C) maior absorção da radiação eletromagnética pelos átomos de carbono que por átomos de cálcio. D) maior refração ao atravessar os átomos de carbono que os átomos de cálcio. E) maior ionização de moléculas de água que de átomos de carbono.
SOLUÇÃO POSSÍVEL O pescoço é colocado entre o equipamento emissor da radiação e o filme. A parte escura do filme indica as regiões que a radiação incidiu no filme com mais intensidade. Já na parte mais clara do filme não houve incidência da radiação ou houve pouca incidência. Como existe uma parte clara no filme, inferimos que houve grande absorção de radiação por determinadas partes do pescoço. É explicitado no texto da questão que a parte que fica mais clara no filme é a que recebe menos radiação. Ou seja, o texto ajuda na resolução. A parte mais clara corresponde à estrutura óssea do indivíduo. Sendo assim, a parte óssea constituída principalmente por cálcio, fica visível no filme revelado. Portanto, os átomos de cálcio absorvem mais a radiação do que outros elementos presentes em outras partes do pescoço. O estudante tem que saber que no osso tem cálcio. A resposta correta é a letra B.
Q52-P1ªap10
Com o objetivo de se testar a eficiência de fornos de micro-ondas, planejou-se o aquecimento em 10oC de amostras de diferentes substâncias, cada uma com determinada massa, em cinco fornos de marcas distintas. Nesse teste, cada forno operou à potência máxima. O forno mais eficiente foi aquele que
A) forneceu a maior quantidade de energia às amostras.
B) cedeu energia à amostra de maior massa em mais tempo.
C) forneceu a maior quantidade de energia em menos tempo.
D) cedeu energia à amostra de menor calor específico mais lentamente.
E) forneceu a menor quantidade de energia às amostras em menos tempo.
SOLUÇÃO POSSÍVEL
O aparelho ser “eficiente” nesta questão está relacionado ao fato de provocar o aquecimento do alimento em um menor tempo. Vai aquecer mais rápido o alimento, o aparelho que conseguir fornecer maior quantidade de energia em menos tempo. O mais eficiente foi o forno que forneceu a maior potência. Lembrando que potência é a razão entre a energia transferida e o intervalo de tempo que a mesma ocorreu. Logo, a resposta correta é a letra C.
H 23
Q19-p09V A energia geotérmica tem sua origem no núcleo derretido da Terra, onde as temperaturas atingem 4.000 °C. Essa energia é primeiramente prod uzida pela decomposição de materiais radiativos dentro do planeta. Em fontes geotérmicas, a água, aprisionada em um reservatório subterrâneo, é aquecida pelas rochas ao redor e fica submetida a altas pressões, podendo atingir temperaturas de até 370 °C sem entrar em ebulição. Ao ser liberada na superfície, à pressão ambiente, ela se vaporiza e se resfria, formando fontes ou gêiseres. O vapor de poços geotérmicos é separado da água e é utilizado no funcionamento de turbinas para gerar eletricidade. A água quente pode ser utilizada para aquecimento direto ou em usinas de dessalinização.
HINRICHS, Roger A. Energia e Meio Ambiente. São Paulo: Pioneira Thomson Learning, 2003 (adaptado)
Sob o aspecto da conversão de energia, as usinas geotérmicas A) funcionam com base na conversão de energia potencial gravitacional em energia térmica.
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B) transformam inicialmente a energia solar em energia cinética e, depois, em energia térmica. C) podem aproveitar a energia química transformada em térmica no processo de dessalinização. D) assemelham-se às usinas nucleares no que diz respeito à conversão de energia térmica em cinética e, depois, em elétrica. E) utilizam a mesma fonte primária de energia que as usinas nucleares, sendo, portanto, semelhantes os riscos decorrentes de ambas.
SOLUÇÃO POSSÍVEL Questão que envolve o conhecimento das transformações de energia e o funcionamento básico de usinas de produção de energia elétrica, como as nucleares e as geotérmicas. Na usina geotérmica ocorre o aquecimento da água, como explicitado no enunciado da questão, através do calor oriundo do interior da terra. O vapor de água resultante do aquecimento movimenta turbinas. Ou seja, ocorre a transformação de energia térmica em energia cinética (movimento). Posteriormente, com o movimento das turbinas, ocorre a transformação de energia cinética em elétrica. Na usina nuclear o calor oriundo de um reator nuclear é usado para aquecer a água e gerar vapor a alta pressão que também vai movimentar uma turbina (energia cinética surge) e produzir energia elétrica. Sendo assim, a resposta da questão é a letra D, pois estas duas usinas usam calor – energia térmica – para aquecer água em alta pressão e posteriormente gerar energia cinética e por fim energia elétrica. A usina geotérmica usa um artifício natural para aquecer a água, enquanto que a usina nuclear faz uso das perigosas reações nucleares produzidas em um reator construído para esse fim. Obs: esta mesma questão já caiu na edição de 2008 do velho ENEM.
Q33-P09V
A eficiência de um processo de conversão de energia, definida como sendo a razão entre a quantidade de energia ou trabalho útil e a quantidade de energia que entra no processo, é sempre menor que 100% devido a limitações impostas por leis físicas. A tabela a seguir mostra a eficiência global de vários processos de conversão.
Se essas limitações não existissem, os sistemas mostrados na tabela que mais se beneficiariam de investimentos em pesquisa para terem suas eficiências aumentadas seriam aqueles que envolvem as transformações de energia A) mecânica ↔ energia elétrica. B) nuclear → energia elétrica. C) química ↔ energia elétrica. D) química → energia térmica. E) radiante → energia elétrica.
SOLUÇÃO POSSÍVEL Envolve o assunto transformações de energia em Física. Seria melhor investir em uma fonte de energia que seja barata, abundante e não poluente. Neste caso, nada melhor que investir na energia solar através da melhoria da eficiência das células solares. Em uma célula solar (fotovoltaica) temos a transformação de energia solar( energia radiante)
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em energia elétrica . Logo a resposta correta é a letra E.
Q20-P09A O esquema mostra um diagrama de bloco de uma estação geradora de eletricidade abastecida por combustível fóssil.
Se fosse necessário melhorar o rendimento dessa usina, que forneceria eletricidade para abastecer uma cidade, qual das seguintes ações poderia resultar em alguma economia de energia, sem afetar a capacidade de geração da usina? A) Reduzir a quantidade de combustível fornecido à usina para ser queimado. B) Reduzir o volume de água do lago que circula no condensador de vapor. C) Reduzir o tamanho da bomba usada para devolver a água líquida à caldeira. D) Melhorar a capacidade dos dutos com vapor conduzirem calor para o ambiente. E) Usar o calor liberado com os gases pela chaminé para mover um outro gerador.
SOLUÇÃO POSSÍVEL Questão que envolve o conceito de eficiência energética. O texto não discute este conceito, mas ele foi definido no texto da questão 14 desta mesma prova. A eficiência (rendimento) de um processo de conversão de energia é definida como a razão entre a produção de energia ou trabalho útil e o total de entrada de energia no processo. Sendo assim, para aumentarmos o rendimento desta usina sem alterar sua capacidade de geração, temos que elevar a quantidade energia útil gerada. Uma possibilidade é aproveitar o calor rejeitado junto com os gases pela chaminé para movimentar outra turbina de um gerador de energia elétrica, que é energia útil. Sendo assim, a resposta correta é a letra E.
C= Competência; H=Habilidade; P= Prova ; V=Vazou; A =Aplicada; ap= aplicação; Q=Questão ;
09=Ano de 2009; 10=ano de 2010. Fonte: Elaborado pelo autor.
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APÊNDICE B - QUESTIONÁRIO APLICADO A PROFESSORES DE FÍSICA
QUESTIONÁRIO SOBRE O ENEM
Caro Professor, Este questionário faz parte de uma pesquisa sobre o Exame Nacional de Ensino Médio, ENEM, tendo como objeto de estudo as questões que abordam os conteúdos de Física. Suas justificativas são os elementos mais importantes para a nossa análise. Portanto, em caso de falta de espaço, favor utilizar o verso da página. Solicitamos sua colaboração e desde já agradecemos as informações fornecidas. Estamos a sua disposição para qualquer informação em relação à pesquisa. Obrigado! Jesusney Silva Hernandes – Mestrando PUC-MINAS – ne [email protected] 1) Como você avalia o ENEM? Justificar. 2) De que forma você acompanha o ENEM? 3) O ENEM alterou a sua prática profissional? De que forma? 4) Em suas aulas de que forma você explora as questões do ENEM? 5) Você observou mudanças nas últimas edições do ENEM? Quais? 6) Quais conteúdos de Física estão sendo privilegiados no ENEM? 7) Cite três aspectos que você considera positivos no ENEM. 8) Cite três aspectos que você considera negativos no ENEM. 9) Quais informações você gostaria de obter sobre o ENEM? Por que? 10) Espaço para qualquer comentário que julgar importante sobre o ENEM.
