4 questões oficiais do ENEM sobre Física moderna, de 2009 a 2024, todas com gabarito e resolução comentada. Dificuldade estimada: 2 fáceis, 2 médias.
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Questão 1 · ENEM 2024 · Questão 106média
Em aeroportos, por razões de segurança, os passageiros devem ter suas bagagens de mão examinadas antes do embarque, passando-as em esteiras para sua inspeção por aparelhos de raios X. Nessas inspeções, os passageiros são orientados a retirar seus computadores portáteis (notebooks ou laptops) de malas, mochilas ou bolsas para passá-los isoladamente pela esteira.
Que explicação física justifica esse procedimento?
A
Os raios X não interagem com os componentes metálicos do computador, o que impede a formação de imagens.
B
Os raios X desmagnetizam o disco rígido do computador, quando refratados pelos componentes metálicos das bagagens de mão.
C
Os raios X aquecem os materiais metálicos encontrados em bagagens de mão, quando refletidos pelos componentes do computador.
D
Os raios X não atravessam os componentes densos do computador, o que impede a visualização de objetos que estão à frente ou atrás deles.
E
Os raios X ionizam os materiais metálicos normalmente encontrados em bagagens de mão, quando difratados pelos componentes do computador.
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Gabarito: D
Os raios X atravessam materiais pouco densos e são barrados por materiais densos, como metais. O aparelho forma uma imagem pela diferença de absorção dos raios.
Um computador tem muitos componentes metálicos densos. Se ele ficar dentro da mala, esses componentes bloqueiam os raios X e escondem o que estiver à frente ou atrás deles, impedindo ver outros objetos. Por isso ele é passado separadamente. Resposta: D.
Por que as outras erram: - A: os raios X interagem com metais, por isso a imagem se forma. - B, C e E citam desmagnetização, aquecimento e ionização de metais, o que não é o motivo do procedimento, e usam termos como refração e difração de forma incorreta.
Dica: o raio X forma imagem pela diferença de absorção; materiais densos "bloqueiam" a visualização.
Questão 2 · ENEM 2013 · Questão 49fácil
Glicose marcada com nuclídeos de carbono-11 é utilizada na medicina para se obter imagens tridimensionais do cérebro, por meio de tomografia de emissão de pósitrons. A desintegração do carbono-11 gera um pósitron, com tempo de meia-vida de 20,4 min, de acordo com a equação da reação nuclear:
11 11 0
B + e
C
6 5 1 (pósitron)
A partir da injeção de glicose marcada com esse nuclídeo, o tempo de aquisição de uma imagem de tomografia é de cinco meias-vidas.
Considerando que o medicamento contém 1,00 g do carbono-11, a massa, em miligramas, do nuclídeo restante, após a aquisição da imagem, é mais próxima de
A
0,200.
B
0,969.
C
9,80.
D
31,3.
E
200.
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Gabarito: D
O decaimento radioativo é medido em meias-vidas: a cada meia-vida, a massa que sobra cai pela metade.
Após 5 meias-vidas, a massa restante é a massa inicial dividida por 2⁵ = 32.
Massa restante = 1,00 g / 32 = 0,03125 g.
Em miligramas: 0,03125 g x 1000 = 31,25 mg, ou seja, cerca de 31,3 mg. Alternativa D.
Quem divide por 5 em vez de 2⁵ chega em 200 mg (alternativa E). Quem esquece de converter de gramas para miligramas erra a ordem de grandeza.
Dica: meia-vida é divisão sucessiva por 2; após n meias-vidas, sobra 1/2ⁿ.
Questão 3 · ENEM 2012 · Questão 84média
A falta de conhecimento em relação ao que vem a ser um material radioativo e quais os efeitos, consequências e usos da irradiação pode gerar o medo e a tomada de decisões equivocadas, como a apresentada no exemplo a seguir.
“Uma companhia aérea negou-se a transportar material médico por este portar um certificado de esterilização por irradiação.”
Física na Escola, v. 8, n. 2, 2007 (adaptado).
A decisão tomada pela companhia é equivocada, pois
A
o material é incapaz de acumular radiação, não se tornando radioativo por ter sido irradiado.
B
a utilização de uma embalagem é suficiente para bloquear a radiação emitida pelo material.
C
a contaminação radioativa do material não se prolifera da mesma forma que as infecções por microrganismos.
D
o material irradiado emite radiação de intensidade abaixo daquela que ofereceria risco à saúde.
E
o intervalo de tempo após a esterilização é suficiente para que o material não emita mais radiação.
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Gabarito: A
Esterilizar por irradiação significa expor o material à radiação (como raios gama) para matar microrganismos. O material não fica radioativo: ele apenas recebe radiação e não a acumula, como uma pessoa que faz raio X não passa a emitir raios X. Por isso a decisão da companhia é equivocada (alternativa A).
As outras estão erradas: o problema não é a embalagem (B), nem a "contaminação radioativa" ou o tempo (C e E), pois não há emissão alguma, e não se trata de uma emissão de baixa intensidade (D).
Dica: irradiar é diferente de contaminar. O objeto irradiado não vira fonte radioativa.
Questão 4 · ENEM 2009 · Questão 32fácil
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.
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.
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Gabarito: B
A imagem é uma radiografia (raios X). Os ossos aparecem claros porque contêm muito cálcio. Os tecidos moles (água, carbono, hidrogênio) deixam passar mais radiação e aparecem escuros.
Isso ocorre porque os átomos de cálcio, mais pesados, absorvem mais radiação eletromagnética do que os átomos mais leves, como carbono. A resposta é a B.
Por que as outras estão erradas: - A: cálcio não vira fósforo ao ser ionizado, pois o número atômico não muda por ionização. - C: o carbono absorve menos do que o cálcio. - D: o contraste vem da absorção, não da refração. - E: não é a ionização da água que forma a imagem.
Dica: raio X forma imagem por diferença de absorção: ossos (cálcio) absorvem mais e aparecem mais claros.
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