São Camilo 2017.2 — Questões de Física comentadas — Método TEF
Centro Universitário São Camilo · São Paulo/SP
Processo Seletivo de Medicina 2017.2 (28/05/2017) · Prova II — questões de Física com gabarito e resolução comentada Método TEF.
Dados da prova
São Camilo · Processo Seletivo de Medicina, 2.º semestre de 2017 · 28/05/2017 (tarde) · caderno CUSC1701 · Prova II (50 questões objetivas).
Foram transcritas as 10 questões de Física (Q41 a Q50), mantendo a numeração do caderno. Transcrição fiel do caderno, com redação, grafia e dados preservados; figuras foram reproduzidas do caderno. Gabarito publicado pela banca. Resoluções e análises TEF: Método TEF.
Q41
Mecânica — Cinemática — Grandezas do movimento circular de um CD
Considere que, em determinado intervalo de tempo, um CD de 12 cm de diâmetro esteja em movimento circular e uniforme, girando a 180 rpm.
Adotando $\pi=3$, é correto afirmar que, nesse intervalo de tempo,
A)todos os pontos do CD apresentam período de rotação de, aproximadamente, 0,33 s.
B)todos os pontos do CD apresentam aceleração centrípeta de mesmo módulo.
C)pontos diferentes do CD apresentam velocidades angulares diferentes.
D)todos os pontos do CD têm a mesma frequência, de 6 Hz.
E)qualquer ponto da periferia do CD apresenta velocidade escalar de 18 m/s.
Gabarito
A
Resolução comentada
A frequência é $f=\dfrac{180}{60}=3\ \mathrm{Hz}$, e o período vale:
Todos os pontos têm o mesmo período, a mesma frequência e a mesma velocidade angular, mas a aceleração centrípeta $a_c=\omega^{2}r$ e a velocidade escalar $v=\omega r$ dependem do raio. Para a borda, $\omega=2\pi f=18\ \mathrm{rad/s}$ e $v=18\cdot0{,}06\approx1{,}1\ \mathrm{m/s}$, não $18\ \mathrm{m/s}$; a frequência é 3 Hz, não 6 Hz.
Q42
Mecânica — Movimento harmônico simples — Aceleração do bloco no sistema massa-mola
Uma mola ideal tem uma de suas extremidades presa a uma parede vertical e a outra presa a um bloco. Tal bloco oscila em movimento harmônico simples entre as posições A e C, passando pelo ponto B, ponto médio do segmento $\overline{AC}$, constituindo um sistema massa-mola.
Sobre esse movimento, é correto afirmar que:
A)em B, a aceleração escalar do bloco é nula.
B)a aceleração escalar do bloco tem intensidade constante.
C)a velocidade escalar do bloco tem o menor módulo em B.
D)entre B e C, o movimento do bloco é sempre retardado.
E)nos pontos A e C, a resultante das forças sobre o bloco é nula.
Gabarito
A
Resolução comentada
No MHS, $F=-k\,x$ e $a=-\omega^{2}x$. Em B, ponto médio, a elongação é nula, então a resultante e a aceleração são nulas, e a velocidade é máxima.
Nos extremos A e C, a elongação é máxima, a aceleração tem módulo máximo e a velocidade se anula. A aceleração varia com a posição e, entre B e C, o movimento é retardado quando se afasta de B, mas acelerado ao retornar, e por isso não é sempre retardado.
Q43
Mecânica — Lançamentos — Intervalo entre os lançamentos das esferas
Duas pequenas esferas, A e B, estão inicialmente paradas em alturas $h_A=5$ m e $h_B=20$ m, sobre uma mesma vertical, e serão lançadas horizontalmente para tocar o solo no ponto P, conforme mostra a figura.
No instante $t=0$, a esfera B é lançada com velocidade $v_B=1$ m/s, enquanto a esfera A permanece em repouso. Considerando $g=10$ m/s$^2$, desprezando a resistência do ar e sabendo que a esfera A será lançada com velocidade $v_A=2$ m/s, o intervalo de tempo entre os lançamentos das duas esferas para que toquem simultaneamente o ponto P deve ser igual a
A)2 s.
B)3 s.
C)4 s.
D)1 s.
E)5 s.
Gabarito
D
Resolução comentada
Tempos de queda, pela vertical, $t=\sqrt{\dfrac{2h}{g}}$:
Os alcances horizontais coincidem, o que confirma o ponto P comum: $x_B=1\cdot2=2\ \mathrm{m}$ e $x_A=2\cdot1=2\ \mathrm{m}$. Para chegarem juntas, A deve ser lançada quando faltar 1 s para B chegar:
$$\Delta t=t_B-t_A=2-1=1\ \mathrm{s}$$
Q44
Mecânica — Estática — Forças dos apoios sobre a prancha do atleta
Durante uma apresentação, um atleta de 80 kg caminha sobre uma prancha de 6 m de comprimento e 40 kg de massa, apoiada sobre dois suportes, A e B. Em determinado instante, ele para e permanece em equilíbrio em uma das extremidades da prancha, como mostra a figura.
Sendo $N_A$ e $N_B$ as intensidades das forças verticais exercidas pelos apoios A e B sobre a prancha na situação de equilíbrio descrita, é correto afirmar que
A)$N_A=100$ N e $N_B=1\,100$ N.
B)$N_A=300$ N e $N_B=900$ N.
C)$N_A=0$ e $N_B=1\,200$ N.
D)$N_A=400$ N e $N_B=800$ N.
E)$N_A=200$ N e $N_B=1\,000$ N.
Gabarito
C
Resolução comentada
Pesos: prancha $400\ \mathrm{N}$, no centro, a $2\ \mathrm{m}$ à esquerda de B; atleta $800\ \mathrm{N}$, a $1\ \mathrm{m}$ à direita de B. Momentos em relação a B:
Mecânica — Impulso e quantidade de movimento — Velocidade dos blocos unidos após a colisão
Dois blocos, A e B, de massas iguais a 4 kg e 6 kg, respectivamente, têm adesivos presos em suas superfícies, de modo que, se houver uma colisão entre eles, os blocos passam a se mover unidos, como um único corpo. Considere uma colisão frontal entre os blocos, em que, antes da colisão, o bloco A se mova para direita com velocidade de módulo 1 m/s e B se mova para esquerda, com velocidade de módulo 2 m/s, conforme a figura.
Desprezando todos os atritos, após a colisão os blocos se moverão
A)com velocidade 0,4 m/s para esquerda.
B)com velocidade 1,6 m/s para direita.
C)com velocidade 0,8 m/s para direita.
D)com velocidade 0,2 m/s para esquerda.
E)com velocidade 0,8 m/s para esquerda.
Gabarito
E
Resolução comentada
Tomando a direita como positiva, a quantidade de movimento se conserva e os blocos saem unidos:
$$4\cdot1+6\cdot(-2)=(4+6)\,v$$
$$-8=10\,v\ \Rightarrow\ v=-0{,}8\ \mathrm{m/s}$$
O sinal negativo indica movimento para a esquerda, com módulo de 0,8 m/s.
Q46
Termologia — Gases — Razão entre os números de mols no pneu
Antes de partir para uma viagem, Arnaldo calibra um dos pneus de seu carro com ar à temperatura de 27 ºC, sendo $n_i$ o número de mols de ar dentro dele no momento da partida. Quando chegou ao seu destino, agora com o ar dentro do pneu à temperatura de 51 ºC, Arnaldo observa que a pressão do ar dentro dele está acima daquela com que iniciara a viagem. Pretendendo que a pressão voltasse ao valor do início da viagem, Arnaldo esvazia um pouco o pneu, de modo que o número de mols de ar dentro dele, agora, seja $n_f$. Considerando o ar um gás ideal e o volume do pneu constante durante todo o processo, a razão $\dfrac{n_i}{n_f}$ é igual a
A)1,02.
B)1,10.
C)1,04.
D)1,06.
E)1,08.
Gabarito
E
Resolução comentada
Com $P$ e $V$ iguais nas duas situações, $P\,V=n\,R\,T$ dá $n\,T$ constante, com a temperatura em kelvin ($27\ ^\circ\mathrm{C}=300\ \mathrm{K}$ e $51\ ^\circ\mathrm{C}=324\ \mathrm{K}$):
Óptica — Lentes esféricas — Velocidade média da imagem em lente convergente
A figura representa uma lente convergente de distância focal 20 cm e um objeto linear colocado perpendicularmente ao eixo principal da lente, na posição A, a 40 cm do seu centro óptico, O. Esse objeto é movimentado no sentido da lente e, dois segundos depois, chega ao ponto B, a 30 cm dela.
No intervalo de tempo em que o objeto foi de A a B, a velocidade escalar média com que a imagem do objeto se movimentou foi de
A)15 cm/s.
B)10 cm/s.
C)20 cm/s.
D)5 cm/s.
E)25 cm/s.
Gabarito
B
Resolução comentada
Pela equação de Gauss, com $f=20\ \mathrm{cm}$, a posição da imagem em A ($p=40\ \mathrm{cm}$) e em B ($p=30\ \mathrm{cm}$) é:
A imagem se deslocou $20\ \mathrm{cm}$ em $2\ \mathrm{s}$:
$$v_m=\dfrac{60-40}{2}=10\ \mathrm{cm/s}$$
Q48
Ondas — Acústica — Frequência da buzina do navio
No convés de um grande navio há um tubo de 5 m de comprimento que funciona como uma buzina quando o ar vibra dentro dele, estabelecendo ondas estacionárias em seu interior, conforme a figura.
Considerando que o tubo seja aberto nas duas extremidades e que a velocidade do som no ar dentro e fora do tubo seja de 300 m/s, é correto afirmar que a frequência do som emitido por essa buzina é igual a
A)360 Hz.
B)225 Hz.
C)180 Hz.
D)90 Hz.
E)135 Hz.
Gabarito
D
Resolução comentada
No tubo aberto há ventres nas duas extremidades. A figura mostra 4 ventres, com 3 nós entre eles, ou seja, 3 meios comprimentos de onda no tubo:
Eletricidade — Eletrodinâmica — Gráfico da potência em função da corrente no resistor
No gráfico está representada a curva característica de um resistor ôhmico.
Para esse mesmo resistor, o gráfico que representa a potência dissipada por ele em função da intensidade de corrente elétrica que o percorre está corretamente representado em
A)
B)
C)
D)
E)
Gabarito
A
Resolução comentada
Pelo gráfico, a resistência vale $R=\dfrac{U}{i}=\dfrac{40}{1}=40\ \Omega$. A potência dissipada é:
$$P=R\,i^{2}=40\,i^{2}$$
É uma parábola com concavidade para cima que parte da origem, com $P=40\cdot2^{2}=160\ \mathrm{W}$ em $i=2\ \mathrm{A}$.
Q50
Eletricidade — Eletromagnetismo — Polos dos ímãs serrados ao meio
Um ímã XY com a forma de uma barra é serrado ao meio, obtendo-se dois novos ímãs XA e BY, como representado na figura 1.
Esses novos ímãs são, separadamente, aproximados de uma mesma barra metálica que apresenta suas duas extremidades pintadas em verde e vermelho, de dois modos diferentes, observando-se os fenômenos descritos na figura 2.
A partir dessas informações, é correto afirmar que
A)X e B são, ambos, polos norte magnéticos.
B)A e B são polos magnéticos iguais.
C)o extremo verde da barra e Y são polos magnéticos diferentes.
D)A e Y são polos magnéticos diferentes.
E)a barra verde e vermelha não é magnetizada.
Gabarito
C
Resolução comentada
Cada ímã serrado tem polos opostos nas pontas. No ímã original, X e Y são opostos. Ao serrar, A fica oposto a X e B oposto a Y; logo A é igual a Y, e B é igual a X. Isso descarta (B) e (D).
Na figura 2, A é atraído pela extremidade verde e, portanto, é oposto a ela. Y é repelido pela extremidade vermelha e, portanto, é igual a ela. A barra verde e vermelha é um ímã, com polos opostos nas extremidades, então Y e o extremo verde são polos diferentes, o que confirma (C) e descarta (E). A alternativa (A) não pode ser afirmada, pois o enunciado não diz quais são os polos norte.
