Unifor 2016.2 — Questões de Física comentadas — Método TEF
Universidade de Fortaleza
Prova de Física do Processo Seletivo de Medicina 2016.2, com resolução comentada pelo Método TEF.
Q16
Mecânica — Quantidade de movimento — Colisão Inelástica E MHS
Uma bala de massa de 50 g é disparada com uma velocidade de 228 m/s em direção a um bloco de massa de 900 g que está em repouso sobre uma superfície, horizontal sem atrito, ligado a um suporte rígido por uma mola de constante elástica 220 N/m, ficando presa no bloco. Logo após a colisão completamente inelástica entre a bala e o bloco, ambos passam a executar movimento harmônico simples.
Considerando que o bloco inicia seu movimento apenas quando a bala está completamente alojada nele, a amplitude do movimento harmônico simples resultante é, aproximadamente, de
A)0,69 m.
B)0,79 m.
C)0,89 m.
D)1,16 m.
E)1,26 m.
B
Resolução
Na colisão perfeitamente inelástica, a quantidade de movimento se conserva: $m_1v_1=(m_1+m_2)v \Rightarrow v=\dfrac{0{,}050\times228}{0{,}950}=12{,}0\text{ m/s}$.
Essa velocidade é a velocidade máxima do MHS que se inicia na posição de equilíbrio da mola (posição em que o bloco estava em repouso antes da colisão). A amplitude relaciona-se com a velocidade máxima e a frequência angular por $v=A\omega$, com $\omega=\sqrt{\dfrac{k}{M}}$.
Mecânica — Hidrostática — Pressão Hidrostatica Do Ar
A Copa Libertadores da América, criada em 1960, é a principal competição de futebol entre clubes profissionais da América do Sul, organizada pela Confederação Sul-Americana de Futebol (CONMEBOL). Tanto na fase de grupos quanto no sistema eliminatório, ocorrem duas partidas para cada confronto. O mando de campo das partidas de futebol é alternado entre os dois clubes e normalmente ocorre nas suas cidades-sedes. Um problema que vem a surgir na competição é o grande desvio padrão de altitudes nas cidades de seus clubes. Na competição desse ano, o “São Paulo Futebol Clube”, clube brasileiro de futebol com sede em São Paulo, disputou na fase de grupos dois jogos contra o “Club The Strongest”, clube de futebol da Bolívia sediado em La Paz. Tomando como referência o nível do mar, a cidade de São Paulo fica a 760 metros acima da referência e a cidade de La Paz, na Bolívia, fica a 3600 metros acima da referência. Normalmente, quando ocorre jogos entre equipes cuja sede provoca uma grande diferença de altitude é recomendável que os jogadores viajem com alguns dias de antecedência da data da partida, para se acostumar com a pressão local. Caso contrário, haverá alteração no desempenho dos jogadores do clube visitante devido à diferença de altitudes entre as cidades-sedes. Calcule o módulo da diferença de pressão atuante nos jogadores do São Paulo Futebol Clube ao sair de São Paulo e jogar em La Paz, causada pela diferença de altitude. Considere a massa específica do ar constante (ar considerado um fluido incompressível) e que o seu valor seja 1,18 kg/m³. Adote g=10 m/s² e Patm=101,3 kPa.
A)152 748 Pa
B)134 812 Pa
C)67 788 Pa
D)51 448 Pa
E)33 512 Pa
E
Resolução
Tratando o ar como fluido incompressível de densidade constante, a variação de pressão entre duas altitudes é dada pela equação fundamental da hidrostática: $\Delta P=\rho g\,\Delta h$.
A diferença de altitude entre as cidades é $\Delta h=3600-760=2840\text{ m}$.
Termologia — Termodinâmica — Valor Energetico Dos Alimentos
Um sonho típico contém 2,0 g de proteínas, 17,0 g de carboidratos e 7,0 g de gordura. Os valores médios de energia alimentícia dessas substâncias são 4,0 kcal/g para a proteína e os carboidratos e 9,0 kcal/g para a gordura.
Fonte: YOUNG, Hugh D.; FREEDMAN, Roger A. Física II: Termodinâmica e Ondas. 12. ed. Pearson, 2008.
Na Universidade de Fortaleza (UNIFOR), professores e funcionários são convidados a participar do “Movimente-se”, um projeto que tem como principal objetivo dar qualidade de vida a todos que compõem esta Universidade. Suponha que os três técnicos de Laboratório de Física, Carlos, David e Iranildo, durante os exercícios do “Movimente-se”, gastam energia a uma taxa de 400 kcal/h cada. Durante quanto tempo eles fariam exercícios com a “energia obtida” por um sonho?
A)16 min e 51 s
B)18 min e 51 s
C)20 min e 51 s.
D)32 min e 51 s
E)34 min e 51 s
C
Resolução
A energia total do sonho é a soma da energia de cada componente: $E=2{,}0\times4{,}0+17{,}0\times4{,}0+7{,}0\times9{,}0=8{,}0+68{,}0+63{,}0=139\text{ kcal}$.
Cada um dos técnicos gasta energia à taxa de $400\text{ kcal/h}$. O tempo de exercício possível com a energia de um sonho, para cada um deles, é: $t=\dfrac{E}{\text{taxa}}=\dfrac{139}{400}\approx0{,}3475\text{ h}$.
Eletricidade — Eletrodinâmica — Lei De Ohm E Potência Dissipada
“Não é de hoje que se sabe que o funcionamento do corpo humano se assemelha muito ao de um computador, em que todas as funções são desencadeadas por impulsos elétricos gerados a partir do sistema nervoso central, formado por mais de 15 bilhões de células especializadas, chamadas neurônios. Estas células cerebrais são como usinas de energia elétrica, que funcionam de forma semelhante a um micro dínamo gerador de bioeletricidade, cujo combustível é composto por glicose e oxigênio...”
(Disponível em http://www.osetoreletrico.com.br/web/a-empresa/696-eletricidade-que-da-vida.html).
Se a corrente em um determinado nervo do corpo humano for de 5 mA e a resistência elétrica do mesmo r = 1 Ω, a tensão elétrica e a potência dissipada nesse nervo é, respectivamente,
A)5 mV, 25 µW
B)3 mV, 15 µW
C)3 mV, 13 µW
D)5 mV, 5 µW
E)3 mV, 1 µW
A
Resolução
Pela Lei de Ohm, a tensão elétrica é $V=I\cdot r=5\times10^{-3}\times1=5\times10^{-3}\text{ V}=5\text{ mV}$.
A potência dissipada é $P=I^2r=(5\times10^{-3})^2\times1=25\times10^{-6}\text{ W}=25\ \mu\text{W}$.
Q20
Mecânica — Dinâmica — Atrito Cinetico E Frenagem
Um estudante de engenharia, passando por uma movimentada avenida de Fortaleza, testemunha um acidente em que um carro A em movimento se choca contra outro carro B parado no sinal. O estudante descobre que a distância entres os carros era d = 30 m, quando o motorista do carro A acionou os freios bruscamente, travando as rodas, e que a massa do carro A é cerca de $M_A = 1000\ \text{kg}$.
Considerando que a velocidade do carro A era 20 m/s na hora que ele acionou os freios e que o coeficiente de atrito cinético entre os pneus do carro A e o asfalto era $\mu_C = 0{,}4$, a velocidade do carro A calculada pelo estudante no momento da colisão é, considerando $g = 10\ \text{m/s}^2$, aproximadamente,
A)2,4 m/s.
B)5,6 m/s.
C)10,7 m/s.
D)12,7 m/s.
E)15,9 m/s.
D
Resolução
Com as rodas travadas, a força de atrito cinético desacelera o carro A com $a=\mu_c g=0{,}4\times10=4\text{ m/s}^2$.
Usando Torricelli para o deslocamento $d=30\text{ m}$: $v^2=v_0^2-2ad=20^2-2\times4\times30=400-240=160$.
