Questão 55 do ENEM 2011 — Ciências da Natureza

Para resolver essa questão, precisamos analisar o princípio de funcionamento de uma usina hidrelétrica, que se baseia em uma sequência de transformações de energia. Vamos acompanhar o trajeto da água e identificar qual forma de energia é predominante em cada etapa.

Na posição $I$, a água encontra-se armazenada no reservatório da represa. Nesse ponto, ela está a uma certa altura em relação à base da usina e praticamente em repouso. A energia associada à altura de um corpo em um campo gravitacional é a energia potencial gravitacional.

Quando a água flui da posição $I$ para a posição $II$, ela desce pelo duto. Durante essa queda, a água perde altura e ganha velocidade. Em termos físicos, a energia potencial gravitacional está sendo convertida em energia de movimento, que chamamos de energia cinética. Portanto, a transformação no trecho $I \rightarrow II$ é de energia potencial para energia cinética.

Em seguida, a água em alta velocidade (posição $II$) atinge as pás da turbina na posição $III$. O impacto da água faz a turbina girar. A turbina está acoplada a um gerador, que, por meio do fenômeno da indução eletromagnética, transforma a energia do movimento de rotação em eletricidade. Assim, no trecho $II \rightarrow III$, a energia cinética da água (e consequentemente da turbina) é transformada em energia elétrica.

Resumindo as transformações:

• $I \rightarrow II$: Energia Potencial $\rightarrow$ Energia Cinética
• $II \rightarrow III$: Energia Cinética $\rightarrow$ Energia Elétrica

Analisando as alternativas, a única que descreve corretamente essa sequência é a alternativa C.