São Camilo 2017.1 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Centro Universitário São Camilo · São Paulo/SP

Processo Seletivo de Medicina 2017.1 (02/12/2016) · Prova II — questões de Física com gabarito e resolução comentada Método TEF.

Q41
Mecânica — Lançamentos — Distância entre A e B no lançamento horizontal sobre plano inclinado
Bloco que sai do ponto A com velocidade horizontal V, descreve uma trajetória parabólica e atinge o plano inclinado de 30º no ponto B.

Um pequeno bloco escorrega por uma superfície plana e horizontal sem atrito e, no ponto A, a abandona com velocidade horizontal $\vec V$. Dois segundos depois de passar por A, o bloco volta a tocar a superfície, agora inclinada em 30º em relação à horizontal, no ponto B indicado na figura.

Desprezando a resistência do ar e adotando $\mathrm{sen}\,30^\circ=\dfrac{1}{2}$, $\cos30^\circ=\dfrac{\sqrt3}{2}$ e $g=10$ m/s$^2$, é correto afirmar que a distância, em metros, entre os pontos A e B é

A)50.
B)30.
C)20.
D)60.
E)40.

Gabarito

E
Resolução comentada

Na vertical, a queda livre durante $t=2\ \mathrm{s}$ vale:

$$h=\dfrac{g\,t^{2}}{2}=\dfrac{10\cdot2^{2}}{2}=20\ \mathrm{m}$$

O ponto B está sobre o plano inclinado de 30º, então o desnível entre A e B é a componente vertical da distância $d$:

$$d\,\mathrm{sen}\,30^\circ=20\ \Rightarrow\ d=\dfrac{20}{1/2}=40\ \mathrm{m}$$

Q42
Mecânica — Dinâmica — Aceleração do elevador pelo dinamômetro
Figura 1: pessoa A sobre um dinamômetro em um elevador em repouso. Figura 2: pessoa B sobre um dinamômetro em um elevador subindo em movimento acelerado.

Nas figuras 1 e 2, duas pessoas, A e B, de massas respectivamente iguais a 56 kg e 50 kg, estão sobre dinamômetros graduados em newtons apoiados no piso de um elevador. Na figura 1, o elevador está em repouso e, na figura 2, ele está subindo em movimento acelerado.

Adotando $g=10$ m/s$^2$ e considerando que nas duas situações os dinamômetros apresentam a mesma indicação, é correto afirmar que, na figura 2, o módulo da aceleração escalar do elevador é

A)0,6 m/s$^2$.
B)1,4 m/s$^2$.
C)1,0 m/s$^2$.
D)0,8 m/s$^2$.
E)1,2 m/s$^2$.

Gabarito

E
Resolução comentada

Na figura 1, o elevador está em repouso e o dinamômetro indica o peso de A:

$$N=m_A\,g=56\cdot10=560\ \mathrm{N}$$

Na figura 2, a pessoa B sobe acelerada, com a mesma indicação, $N=560\ \mathrm{N}$:

$$N-m_B\,g=m_B\,a\ \Rightarrow\ 560-500=50\,a\ \Rightarrow\ a=1{,}2\ \mathrm{m/s^{2}}$$

Q43
Mecânica — Estática — Massa M na balança de contrapeso

Uma balança de contrapeso é constituída de uma barra AB de massa desprezível articulada em O, de um prato de massa 300 g suspenso por fios ideais no ponto A, a uma distância de 8 cm do ponto O, e de um contrapeso de massa $m$ que pode deslizar pela barra. Inicialmente com o prato vazio, para se manter a barra em equilíbrio na horizontal, o contrapeso deve ser posicionado a 10 cm do ponto O, conforme a figura 1.

Se apoiarmos no centro do prato um corpo de massa $M$, para se manter a barra em equilíbrio na horizontal, o contrapeso deve ser posicionado a 30 cm de O, conforme a figura 2.

Figura 1: barra AB articulada em O, com o prato vazio a 8 cm de O, no ponto A, e o contrapeso m a 10 cm de O.
Figura 2: o prato com o corpo de massa M, a 8 cm de O, e o contrapeso m a 30 cm de O.

Nessas condições, a massa $M$, em gramas, é

A)600.
B)900.
C)500.
D)200.
E)300.

Gabarito

A
Resolução comentada

Com o prato vazio, o equilíbrio de momentos em relação a O dá a massa do contrapeso:

$$300\cdot8=m\cdot10\ \Rightarrow\ m=240\ \mathrm{g}$$

Com o corpo de massa $M$ sobre o prato, o contrapeso fica a 30 cm de O:

$$(300+M)\cdot8=240\cdot30\ \Rightarrow\ 300+M=900\ \Rightarrow\ M=600\ \mathrm{g}$$

Q44
Mecânica — Impulso e quantidade de movimento — Velocidade do carro A após a colisão
Três cenas: antes da colisão, A com velocidade V e B parado; durante a colisão; depois da colisão, com B a velocidade V/3 e a velocidade de A desconhecida.

Um veículo A movimenta-se por uma estrada retilínea com velocidade de módulo $V$ e colide, frontalmente, com um veículo B, inicialmente parado e de massa duas vezes maior do que A. Sabe-se que, imediatamente após a colisão, o veículo B adquire velocidade de módulo $\dfrac{V}{3}$.

Considerando o sistema mecanicamente isolado, é correto afirmar que o módulo da velocidade do carro A, imediatamente após a colisão, é igual a

A)$\dfrac{V}{3}$
B)$\dfrac{V}{2}$
C)$\dfrac{V}{4}$
D)$\dfrac{2V}{3}$
E)$\dfrac{3V}{4}$

Gabarito

A
Resolução comentada

Sendo $m$ a massa de A e $2m$ a de B, a quantidade de movimento se conserva:

$$m\,V=m\,v_A+2m\cdot\dfrac{V}{3}$$

$$v_A=V-\dfrac{2V}{3}=\dfrac{V}{3}$$

Q45
Termologia — Termometria — Conversão de 104 ºF para Celsius

A escala Fahrenheit apresenta algumas características úteis. Uma delas é que, mesmo em países muito frios, as temperaturas lidas nessa escala assumem valores quase sempre positivos. Outra característica é que as temperaturas correspondentes à febre em humanos, que precisam ser controladas com remédios, apresentam-se nessa escala com três dígitos.

A tabela apresenta as temperaturas dos pontos do gelo e do vapor nas escalas Celsius e Fahrenheit, no nível do mar.

Ponto do geloPonto do vapor
0 ºC100 ºC
32 ºF212 ºF

Considere que em um país de língua inglesa uma enfermeira faça a afirmação: “A temperatura do paciente apresenta três dígitos, está em 104 ºF! Vamos dar uma medicação!”

Esse paciente inspira cuidados, pois sua temperatura, em ºC, é

A)39.
B)37.
C)40.
D)41.
E)38.

Gabarito

C
Resolução comentada

Pela proporção entre as escalas, com os pontos fixos da tabela:

$$\dfrac{\theta_C-0}{100-0}=\dfrac{\theta_F-32}{212-32}$$

$$\theta_C=\dfrac{100}{180}\,(104-32)=\dfrac{100\cdot72}{180}=40\ ^\circ\mathrm{C}$$

Q46
Óptica — Espelhos — Aumento da imagem em espelho côncavo
Garota diante de um espelho esférico côncavo, com o rosto a 20 cm do vértice do espelho.

Para ver detalhes de sua face, uma garota se posiciona a 20 cm do vértice de um espelho esférico côncavo e vê uma imagem virtual de seu rosto.

Sabendo que a distância focal do espelho é igual a 25 cm e que ele obedece às condições de nitidez de Gauss, é correto afirmar que a imagem vista pela garota é ampliada

A)duas vezes.
B)cinco vezes.
C)seis vezes.
D)quatro vezes.
E)três vezes.

Gabarito

B
Resolução comentada

Pela equação de Gauss, com $p=20\ \mathrm{cm}$ e $f=25\ \mathrm{cm}$:

$$\dfrac{1}{p_{i}}=\dfrac{1}{f}-\dfrac{1}{p}=\dfrac{1}{25}-\dfrac{1}{20}=-\dfrac{1}{100}\ \Rightarrow\ p_{i}=-100\ \mathrm{cm}$$

O sinal negativo indica imagem virtual. O aumento linear vale:

$$A=-\dfrac{p_{i}}{p}=\dfrac{100}{20}=5$$

Q47
Ondas — Acústica — Efeito Doppler na ambulância
Ambulância entre os observadores A, à esquerda, e B, à direita, com frentes de onda mais afastadas do lado de A e mais próximas do lado de B.

A figura representa uma ambulância que se move com velocidade constante, afastando-se do observador A e aproximando-se do observador B, ambos em repouso em relação à Terra. Enquanto movimenta-se, a ambulância mantém sua sirene ligada, emitindo ondas sonoras de frequência constante. As linhas azuis representam as frentes de ondas dessas ondas.

Nesse movimento, é correto afirmar que

A)o som ouvido pelo observador B apresenta comprimento de onda maior do que o som ouvido pelo motorista da ambulância.
B)as ondas sonoras emitidas pela sirene têm alturas iguais para os observadores A e B.
C)a velocidade das ondas sonoras emitidas pela sirene e captadas pelo observador A é menor do que a velocidade das ondas sonoras captadas por B.
D)a frequência do som da sirene ouvido pelo observador B é maior do que a frequência do som da sirene ouvido pelo motorista da ambulância.
E)o som da sirene ouvido pelo observador A é mais agudo do que o ouvido pelo observador B.

Gabarito

D
Resolução comentada

Pelo efeito Doppler, quando a fonte se aproxima do observador, as frentes de onda ficam mais próximas e o observador recebe frequência maior do que a emitida. O motorista, em repouso em relação à sirene, ouve a frequência emitida. Logo, o observador B ouve frequência maior que a do motorista.

Para B, o comprimento de onda é menor, não maior; as alturas são diferentes, pois a altura está ligada à frequência; a velocidade do som é a mesma, determinada pelo ar; e o som é mais agudo para B, não para A, de quem a ambulância se afasta.

Q48
Eletricidade — Eletrostática — Carga da gota de óleo em equilíbrio
Duas placas eletrizadas planas e paralelas, separadas por uma distância d e ligadas a uma fonte de tensão U, com uma gota de óleo entre elas e o vetor g apontando para baixo.

Pequenas gotículas eletrizadas de óleo, de massa $m$, são borrifadas na região entre duas placas eletrizadas planas e paralelas. Ajustando a diferença de potencial entre as placas, é possível criar um campo elétrico uniforme na região, fazendo com que uma dessas gotas, sujeita apenas a esse campo elétrico e ao campo gravitacional local, de módulo $g$, permaneça em equilíbrio estático.

Sabendo que a distância entre as placas é igual a $d$, e sendo $U$ a diferença de potencial necessária entre elas, para conseguir o equilíbrio da gota, o módulo da carga elétrica dessa gota pode ser corretamente escrito como

A)$\dfrac{2\cdot m\cdot g\cdot d}{3\cdot U}$
B)$\dfrac{3\cdot m\cdot g\cdot d}{4\cdot U}$
C)$\dfrac{m\cdot g\cdot d}{U}$
D)$\dfrac{\sqrt{m\cdot g\cdot d}}{U}$
E)$\dfrac{2\cdot\sqrt{2}\cdot m\cdot g\cdot d}{U}$

Gabarito

C
Resolução comentada

No equilíbrio, a força elétrica equilibra o peso, com campo uniforme $E=\dfrac{U}{d}$:

$$|q|\,E=m\,g\ \Rightarrow\ |q|\,\dfrac{U}{d}=m\,g$$

$$|q|=\dfrac{m\,g\,d}{U}$$

Q49
Eletricidade — Eletrodinâmica — Tempo de lâmpada equivalente ao banho

Para entender o consumo de energia de alguns aparelhos elétricos residenciais, um estudante decide comparar o consumo do chuveiro elétrico com o de uma lâmpada incandescente que tem em sua casa. Para isso, verificou que a potência da lâmpada era de 60 W e regulou o chuveiro para operar com uma potência de 7 200 W. Após os devidos cálculos, o estudante concluiu que, para consumir a mesma quantidade de energia elétrica que o chuveiro consome durante um banho de 10 minutos, a lâmpada deveria permanecer acesa por

A)12 horas.
B)10 horas.
C)8 horas.
D)16 horas.
E)20 horas.

Gabarito

E
Resolução comentada

As energias devem ser iguais, $E=P\,\Delta t$:

$$60\cdot\Delta t_L=7\,200\cdot10\ \Rightarrow\ \Delta t_L=1\,200\ \mathrm{min}$$

$$\Delta t_L=\dfrac{1\,200}{60}=20\ \mathrm{h}$$

Q50
Eletricidade — Eletromagnetismo — Correntes induzidas nas espiras que entram no campo
Figura 2: A entrando na região R, B completamente dentro dela e C saindo.

A figura 1 representa uma região retangular R, na qual atua um campo de indução magnético constante $\vec B$, perpendicular ao plano da figura e para dentro dela, e três espiras metálicas circulares, A, B e C, movendo-se no sentido indicado. A figura 2 representa as mesmas espiras, ainda em movimento no mesmo sentido, sendo que A está entrando na região R, B está completamente dentro dela e C está saindo dela.

Figura 1: espiras A, B e C se movendo para a direita em direção à região R, com campo magnético entrando no plano da figura.

Sendo $i_A$, $i_B$ e $i_C$ as correntes elétricas induzidas, respectivamente, nas espiras A, B e C, na situação da figura 2, os sentidos de circulação dessas correntes estão corretamente indicados em:

A)Alternativa A: sentidos das correntes iA, iB e iC nas espiras A, B e C.
B)Alternativa B: iA no sentido anti-horário, iB igual a zero e iC no sentido horário.
C)Alternativa C: sentidos das correntes iA e iC, com iB igual a zero.
D)Alternativa D: sentidos das correntes iA, iB e iC nas espiras A, B e C.
E)Alternativa E: sentidos das correntes iA e iC, com iB igual a zero.

Gabarito

B
Resolução comentada

O campo entra no plano da figura. Na espira A, que entra na região, o fluxo para dentro aumenta; pela lei de Lenz, a corrente cria campo para fora, e o sentido é anti-horário.

Na espira B, completamente dentro da região de campo uniforme, o fluxo é constante, não há variação e $i_B=0$. Na espira C, que sai da região, o fluxo para dentro diminui; a corrente cria campo para dentro, e o sentido é horário.

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