Questão 115 do ENEM 2024 — Física
Um cronômetro eletrônico de precisão importado é utilizado para realizar medidas em um laboratório de pesquisa. No manual do equipamento, constam as tensões (110 V/220 V) e a frequência (50 Hz) da rede elétrica para as quais o equipamento foi calibrado. O manual também informa que a precisão do aparelho está relacionada a um circuito eletrônico interno que realiza a contagem dos ciclos da tensão da rede elétrica. O técnico do laboratório testa a calibragem do equipamento realizando a medida de um evento padrão cuja duração é de 60 segundos, mas observa que o intervalo de tempo indicado na tela do cronômetro é diferente. Com isso, percebe que, no laboratório de pesquisa, a rede elétrica opera a uma frequência de 60 Hz.
Nessa situação, a indicação do intervalo de tempo na tela do cronômetro, em segundo, é
Resolução comentada
A questão pede o tempo indicado por um cronômetro que mede o tempo contando ciclos da rede elétrica, quando a frequência real difere da de calibração. Usa-se a definição de frequência (ciclos por segundo).
O aparelho foi calibrado para 50 Hz: ele entende que cada 50 ciclos correspondem a 1 s. Mas a rede do laboratório opera a 60 Hz, ou seja, entrega 60 ciclos a cada segundo real. O circuito contará mais ciclos do que o esperado e, portanto, indicará um tempo maior que o real.
Passo a passo:
Ciclos contados em 60 s reais = 60 Hz · 60 s = 3 600 ciclos
Tempo indicado = ciclos ÷ frequência de calibração = 3 600 ÷ 50 = 72 s
Conferindo por proporção: 72 = 60 · (60/50) = 60 · 1,2.
A resposta é 72 s. O valor 50 vem de multiplicar a razão ao contrário (60 · 50/60), e o valor 10 resulta da simples diferença de frequências. Já 60 ignoraria o erro de calibração, e 132 vem de somar 60 + 72, sem sentido físico.