UNIFIPA 2019 — Questões de Física comentadas — Método TEF
Centro Universitário Padre Albino · Catanduva/SP
Vestibular de Medicina 2019 (18/12/2018) · Conhecimentos Gerais — questões de Física com gabarito e resolução comentada Método TEF.
Dados da prova
UNIFIPA · Vestibular de Medicina 2019 · 18/12/2018 · caderno FMCA1801 · Prova de Conhecimentos Gerais.
Foram transcritas as 11 questões de Física (Q34 a Q44), 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.
Q34
Mecânica — Cinemática — Velocidade média no congestionamento
Sem congestionamento, uma pessoa faz um percurso de automóvel em 40 minutos, com velocidade média de 45 km/h. Nos dias de congestionamento, o tempo para percorrer a mesma distância aumenta uma hora. A velocidade média desenvolvida pelo automóvel conduzido por essa pessoa nos dias de congestionamento é
A)13 km/h.
B)9 km/h.
C)21 km/h.
D)18 km/h.
E)15 km/h.
Gabarito
D
Resolução comentada
Distância do percurso, com $40\ \mathrm{min}=\dfrac{2}{3}\ \mathrm{h}$:
$$d=v\,t=45\cdot\dfrac{2}{3}=30\ \mathrm{km}$$
Com congestionamento, o tempo é $\dfrac{2}{3}+1=\dfrac{5}{3}\ \mathrm{h}$:
$$v=\dfrac{30}{5/3}=18\ \mathrm{km/h}$$
Q35
Eletricidade — Eletrodinâmica — Área sob o gráfico da corrente na membrana celular
O gráfico ilustra a intensidade da corrente elétrica causada pelo deslocamento de íons de potássio que atravessaram determinada região de uma membrana celular, em função do tempo.
A área sob a curva fornece, para a região considerada,
A)a diferença de potencial elétrico entre as paredes da membrana.
B)a quantidade de carga elétrica que atravessou a membrana.
C)a quantidade de energia elétrica transportada através da membrana.
D)a intensidade do campo elétrico no interior da membrana.
E)a resistência elétrica da membrana.
Gabarito
B
Resolução comentada
A intensidade média da corrente é $i=\dfrac{\Delta q}{\Delta t}$, logo $\Delta q=i\,\Delta t$.
No gráfico $i\times t$, a área sob a curva soma os produtos $i\,\Delta t$ e, portanto, representa a quantidade de carga elétrica que atravessou a membrana.
Q36
Mecânica — Hidrostática — Número de balões que suspendem a cadeira
Em outubro de 2017, em Johanesburgo, na África do Sul, um homem voou sentado em uma cadeira de camping suspensa por balões de gás.
Considere a aceleração gravitacional igual a 10 m/s$^2$, a densidade do ar 1,3 kg/m$^3$, a massa total do conjunto homem-cadeira-balões 100 kg e o volume de cada balão 0,8 m$^3$. Supondo que, enquanto subia com aceleração de 0,4 m/s$^2$, o conjunto estava sujeito apenas às forças peso e de empuxo, o número de balões de gás utilizado foi
A)180.
B)50.
C)100.
D)200.
E)500.
Gabarito
C
Resolução comentada
Com $n$ balões, o empuxo vale $E=\rho_{ar}\,(n\,V_b)\,g$. Pela segunda lei de Newton, com o conjunto subindo:
Mecânica — Trabalho e energia — Skatista nas rampas com resistência
A figura mostra um skatista, que sobe a rampa 1 e, depois, desce a rampa 2, que possui inclinação maior que a rampa 1.
Suponha que no deslocamento entre os pontos A e B, indicados na figura, atuaram sobre o skatista apenas as forças peso, normal e de resistência. Assinale a alternativa que apresenta as relações entre as velocidades do skatista no ponto A ($V_A$) e no ponto B ($V_B$) e os módulos dos trabalhos realizados pela força peso do skatista ao subir a rampa 1 ($\tau_1$) e ao descer a rampa 2 ($\tau_2$).
A)$V_A>V_B$ e $|\tau_1|=|\tau_2|$
B)$V_A|\tau_2|$
C)$V_A
D)$V_A=V_B$ e $|\tau_1|<|\tau_2|$
E)$V_A>V_B$ e $|\tau_1|>|\tau_2|$
Gabarito
A
Resolução comentada
O trabalho do peso depende apenas do desnível. Na subida da rampa 1 e na descida da rampa 2 o desnível é o mesmo, $h$, e os módulos são iguais, $|\tau_1|=|\tau_2|=m\,g\,h$, com sinais opostos. A inclinação diferente não altera isso.
A normal não realiza trabalho, e a força de resistência realiza trabalho negativo e dissipa energia mecânica. Como A e B estão na mesma altura, a energia cinética diminui de A para B, e $V_A>V_B$.
Q38
Mecânica — Impulso e quantidade de movimento — Impulso médio na bola de tênis
Após um saque em uma partida de tênis, a bola de 60 g atingiu o solo com velocidade de 40 m/s e refletiu com velocidade de mesmo módulo, mas com direção diferente, como mostra a figura.
Considerando $\mathrm{sen}\,\theta=0{,}60$ e $\cos\theta=0{,}80$, o módulo do impulso médio aplicado na bola durante a colisão com o solo foi
A)2,40 N·s.
B)1,44 N·s.
C)1,92 N·s.
D)3,84 N·s.
E)2,88 N·s.
Gabarito
E
Resolução comentada
As componentes horizontais da velocidade não mudam, pois o solo não aplica força horizontal. A componente vertical, de módulo $v\,\mathrm{sen}\,\theta=40\cdot0{,}60=24\ \mathrm{m/s}$, inverte o sentido. Com $m=0{,}060\ \mathrm{kg}$:
Termologia — Calorimetria — Calor específico da mistura no arrefecimento do motor
No sistema de arrefecimento do motor de um automóvel, uma mistura de água e aditivo circula pelo motor sem mudança de estado físico, entrando nele a 80 ºC e saindo, a 90 ºC. Considerando que a mistura flui pelo motor na razão de $4{,}0\times10^{-2}$ m$^3$/min, que sua densidade é $1{,}1\times10^{3}$ kg/m$^3$ e que ela retira a cada minuto $2{,}2\times10^{6}$ J de calor do motor, o calor específico da mistura é
A)$2{,}0\times10^{2}$ J/(kg·ºC).
B)$8{,}0\times10^{1}$ J/(kg·ºC).
C)$5{,}0\times10^{6}$ J/(kg·ºC).
D)$2{,}0\times10^{4}$ J/(kg·ºC).
E)$5{,}0\times10^{3}$ J/(kg·ºC).
Gabarito
E
Resolução comentada
Massa de mistura que passa pelo motor em 1 minuto:
Termologia — Termodinâmica — Ciclo com duas isotermas e duas adiabáticas
Numa máquina térmica, um gás ideal realiza o ciclo mostrado na figura. As transformações AB e CD são isotérmicas e as transformações BC e DA são adiabáticas.
Com relação a esse ciclo, conclui-se que:
A)na transformação AB, a energia interna do gás aumenta.
B)o trabalho total realizado pelo gás é nulo.
C)na transformação BC, o gás ganha calor.
D)na transformação CD, a energia interna do gás não varia.
E)na transformação DA, o gás ganha calor.
Gabarito
D
Resolução comentada
Numa transformação isotérmica de gás ideal a temperatura é constante, e a energia interna não varia. A transformação CD é isotérmica, então $\Delta U=0$ e a alternativa (D) está correta, o mesmo valendo para AB, o que descarta (A).
Nas adiabáticas BC e DA não há troca de calor, o que descarta (C) e (E). O ciclo é percorrido no sentido horário, e o trabalho total é positivo e igual à área interna do ciclo, o que descarta (B).
Q41
Óptica — Princípios da óptica geométrica — Comprimento das câmaras escuras de orifício
Um professor de física solicitou a seus alunos que construíssem câmaras escuras de orifício, cada um a seu modo, e com elas obtivessem imagens da Igreja Matriz de São Domingos, em Catanduva, seguindo o esquema representado na figura.
Alex obteve uma imagem nítida da igreja com 15 cm de altura posicionando sua câmara a 36 m da igreja. Bruna obteve uma imagem nítida de 10 cm de altura posicionando sua câmara a 27 m da igreja. A razão entre o comprimento da câmara construída por Alex ($L_A$) e o comprimento da câmara construída por Bruna ($L_B$) é
A)$\dfrac{L_A}{L_B}=\dfrac{3}{2}$
B)$\dfrac{L_A}{L_B}=2$
C)$\dfrac{L_A}{L_B}=\dfrac{1}{2}$
D)$\dfrac{L_A}{L_B}=1$
E)$\dfrac{L_A}{L_B}=\dfrac{1}{4}$
Gabarito
B
Resolução comentada
Pela semelhança de triângulos, com $H$ a altura da igreja e $h$ a da imagem:
Ondas — Ondas estacionárias — Onda estacionária ao dobrar a frequência
A figura mostra uma onda estacionária em uma corda tensionada.
Dobrando-se a frequência dessa onda, a forma da onda estacionária será
A)
B)
C)
D)
E)
Gabarito
C
Resolução comentada
Numa corda de comprimento $L$ fixa nas duas pontas, $f_n=\dfrac{n\,v}{2L}$, em que $n$ é o número de ventres. Com $v$ e $L$ constantes, a frequência é proporcional a $n$.
A figura mostra $n=2$ ventres. Dobrando a frequência, passa-se a $n=4$ ventres.
Q43
Eletricidade — Eletrostática — Campo elétrico resultante no ponto C
A figura mostra duas partículas eletrizadas, $Q_1$ e $Q_2$, e os vetores que representam o campo elétrico gerado pela partícula $Q_1$ no ponto A e pela partícula $Q_2$ no ponto B, respectivamente.
Deslocando-se as partículas $Q_1$ e $Q_2$ para os pontos A e B, respectivamente, o campo elétrico resultante no ponto C, gerado por ambas as partículas, será representado pelo vetor
A)
B)
C)
D)
E)
Gabarito
D
Resolução comentada
Os campos em A e em B apontam para cima, afastando-se de $Q_1$ e $Q_2$, que estão 4 quadrados abaixo: as duas cargas são positivas. Em A o campo de $Q_1$ vale 2 unidades, e em B o de $Q_2$ vale 1 unidade, na mesma distância de 4 quadrados.
Com as cargas em A e B, o ponto C fica a 2 quadrados de cada uma. Como $E\propto\dfrac{1}{d^{2}}$, reduzir a distância à metade multiplica o campo por 4:
$$E_1=2\cdot4=8\ \text{(para a direita)}\qquad E_2=1\cdot4=4\ \text{(para a esquerda)}$$
O campo de $Q_1$ afasta-se de A, apontando para a direita, e o de $Q_2$ afasta-se de B, apontando para a esquerda. A resultante vale $8-4=4$ unidades, para a direita, o vetor de 4 quadrados da alternativa (D).
Q44
Eletricidade — Eletromagnetismo — Força magnética sobre o condutor central
A figura 1 mostra dois condutores, A e B, retos, longos e paralelos, que exercem reciprocamente uma força de origem eletromagnética de intensidade $F$, por unidade de comprimento, quando percorridos por correntes elétricas de mesma intensidade $i$.
Um terceiro condutor C é inserido entre A e B, de modo equidistante, sendo percorrido por uma corrente elétrica de mesma intensidade, mas de sentido oposto à que percorre os outros dois condutores, como mostra a figura 2.
Na situação da figura 2, a intensidade da força por unidade de comprimento no condutor C, resultante da ação dos condutores A e B, é
A)nula
B)$\dfrac{1}{2}F$
C)$2F$
D)$4F$
E)$F$
Gabarito
A
Resolução comentada
A força por unidade de comprimento entre dois condutores é $\dfrac{F}{\ell}=\dfrac{\mu_0\,i_1\,i_2}{2\pi\,d}$, inversamente proporcional à distância. Entre C e cada um dos outros, a distância é $\dfrac{d}{2}$, a metade da distância original, e a força passa a ser $2F$.
As correntes em C e em A são antiparalelas e se repelem; o mesmo ocorre entre C e B. A força de A sobre C ($2F$) empurra C para B, e a de B sobre C ($2F$) empurra C para A. Elas têm mesmo módulo e sentidos opostos, e a resultante é nula.
