Espaço da Física · Prof. Flávio

Questão 46 do Enem 2011: por que o motor browniano precisa da engrenagem com trava

Enem 2011 · 1º dia · caderno azul · Física · Termologia

Nos outros cadernos: amarelo 47 · branco 51 · rosa 50

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D A determinação do movimento, devido ao caráter aleatório, cuja tendência é o equilíbrio.

Partículas suspensas em um fluido apresentam contínua movimentação aleatória, chamado movimento browniano, causado pelos choques das partículas que compõem o fluido. A ideia de um inventor era construir uma série de palhetas, montadas sobre um eixo, que seriam postas em movimento pela agitação das partículas ao seu redor. Como o movimento ocorreria igualmente em ambos os sentidos de rotação, o cientista concebeu um segundo elemento, um dente de engrenagem assimétrico. Assim, em escala muito pequena, este tipo de motor poderia executar trabalho, por exemplo, puxando um pequeno peso para cima. O esquema, que já foi testado, é mostrado a seguir.

Um eixo com palhetas numa ponta e uma engrenagem de dentes assimétricos na outra; um fio enrolado no eixo segura um peso

Inovação Tecnológica. Disponível em: http://www.inovacaotecnologica.com.br. Acesso em: 22 jul. 2010 (adaptado).

A explicação para a necessidade do uso da engrenagem com trava é:

Tente antes de ler a resolução: toque numa alternativa.

Resolução comentada

O que a questão pede

Para que serve a engrenagem com trava no motor browniano.

O problema

As partículas batem nas palhetas ao acaso, empurrando ora para um lado, ora para o outro. Na média, os empurrões se compensam e o eixo não gira de forma útil: a tendência é o equilíbrio.

A trava

O dente assimétrico deixa o eixo girar só num sentido e bloqueia o outro. Com isso, os empurrões ao acaso viram um giro numa direção definida, que pode levantar o peso.

Alternativa D.

D Gabarito: alternativa D

Por que as outras alternativas estão erradas

  • A

    Foi a mais marcada. A trava não serve para prender o motor no lugar. (28,5% marcaram)

  • B

    A engrenagem não controla a velocidade. (25,2% marcaram)

  • C

    Ela define o sentido, mas não serve para ler a velocidade. (13,5% marcaram)

  • E

    A engrenagem não serve para escolher nem medir o ângulo. (11,7% marcaram)

Raio-X da questão

Dados oficiais dos microdados do Inep: respostas de 3.982.655 candidatos que fizeram a prova.

Dificuldade pela TRIDifícilParâmetro B: 747 pontosFácil abaixo de 600, média de 600 a 700, difícil a partir de 700. É a 5ª mais difícil de 44 questões válidas desta prova. O parâmetro B, na escala de notas do Enem (500 + 100 · b), é a nota em que o candidato passa a ter mais chance de acertar a questão do que de errar, sem contar o chute.
Acertaram20,8%dos candidatos marcaram a D
Habilidade 18 · Competência 5Relacionar propriedades físicas, químicas ou biológicas de produtos, sistemas ou procedimentos tecnológicos às finalidades a que se destinam.
Como os candidatos responderam
  • A28,5% mais marcada
  • B25,2%
  • C13,5%
  • D20,8% ✓ gabarito
  • E11,7%

Em branco: 0,2% · Mais de uma marcada: 0,1%

Quanto acertaram, por nota em Ciências da Natureza
  • abaixo de 50018,7%
  • 500 a 60022,3%
  • 600 a 70035,6%
  • 700 ou mais48,1%

Quando o acerto sobe muito de uma faixa para a outra, a questão separa bem quem domina o conteúdo de quem não domina. Na TRI, isso é o parâmetro de discriminação.

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