UNINOVE 2013.2 — Questões de Física comentadas — Método TEF
Universidade Nove de Julho · Medicina
Vestibular de Medicina · 2013.2 · Prova I · Física Q51 a Q60. Resoluções e análises elaboradas pelo Método TEF.
Dados da prova
Nas questões de Física, quando necessário, utilize:
aceleração da gravidade: $g = 10\,\text{m/s}^2$
Q51
Mecânica — Cinemática — Encontro de corpos na vertical
Dois objetos estão colocados numa mesma linha vertical, um no solo e outro a 80 metros acima. No mesmo instante em que este último é abandonado, o objeto no solo é lançado para cima com velocidade de 80 m/s. Considerando a aceleração da gravidade igual a $10\,\mathrm{m/s^2}$, é correto afirmar que a altura, em metros, em que ocorre o encontro dos dois objetos, relativamente ao solo, é
A)60.
B)70.
C)55.
D)65.
E)75.
Enunciado adaptado do caderno original, com os dados preservados. Figuras extraídas da prova.
Gabarito VUNESP · versão 1
E
Resolução comentada
Adotamos o solo como origem e o sentido positivo para cima. As posições dos dois objetos são:
$$y_1=80t-5t^2$$ $$y_2=80-5t^2$$
No encontro, as posições são iguais. Os termos gravitacionais se cancelam porque a aceleração é a mesma:
$$80t-5t^2=80-5t^2$$ $$t=1\,\mathrm s$$
Substituímos o instante em uma das posições:
$$y=80-5\cdot1^2$$ $$y=75\,\mathrm m$$
Alternativa E.
Q52
Mecânica — Dinâmica — Blocos ligados sobre plano inclinado
Dois blocos, de massas $m$ e $M$, estão ligados por um fio ideal; $M$ está apoiado sobre um plano inclinado de ângulo $\alpha$, como mostra a figura. Não há atrito. Adote $g=10\,\mathrm{m/s^2}$, $M=10\,\mathrm{kg}$ e $\alpha=30^\circ$. O menor valor de $m$, em quilogramas, para que o módulo da aceleração seja $2\,\mathrm{m/s^2}$, é
A)3,0.
B)1,5.
C)2,5.
D)2,0.
E)1,0.
Enunciado adaptado do caderno original, com os dados preservados. Figuras extraídas da prova.
A menor massa suspensa corresponde ao movimento em que $M$ desce o plano e $m$ sobe. Somando as equações de Newton dos dois blocos, a tração se cancela:
Para conferir o outro sentido, com a massa suspensa descendo:
$$10m-50=2(10+m)$$ $$m=8{,}75\,\mathrm{kg}$$
Portanto, entre os dois valores possíveis, o menor é 2,5 kg.
Alternativa C.
Q53
Mecânica — Trabalho e energia — Energia gravitacional e compressão da mola
Uma esfera de massa $1\,\mathrm{kg}$ parte do repouso a uma altura $h$ e desce uma ladeira, encontrando uma mola ao nível do solo. O gráfico da intensidade da força elástica em função da deformação é mostrado na figura. A compressão máxima da mola é $20\,\mathrm{cm}$. Adote $g=10\,\mathrm{m/s^2}$ e despreze a dissipação de energia. A altura $h$, em centímetros, é
A)70.
B)30.
C)50.
D)40.
E)60.
Enunciado adaptado do caderno original, com os dados preservados. Figuras extraídas da prova.
Gabarito VUNESP · versão 1
D
Resolução comentada
A inclinação do gráfico fornece a constante elástica. O ponto indicado é $x=30\,\mathrm{cm}$ e $F=60\,\mathrm N$:
Mecânica — Hidrostática — Equilíbrio de líquidos imiscíveis
Um tubo em U, aberto nas duas extremidades, contém dois líquidos imiscíveis em equilíbrio. As alturas entre as superfícies livres e o plano da interface são indicadas por $x$ e $y$. O líquido abaixo da interface tem densidade $\alpha$ e o que fica acima tem densidade $\beta$. A relação correta é
A)$y\beta=x\alpha$.
B)$x+y=\alpha\beta$.
C)$x-y=\alpha\beta$.
D)$xy=\alpha\beta$.
E)$x\beta=y\alpha$.
Enunciado adaptado do caderno original, com os dados preservados. Figuras extraídas da prova.
Gabarito VUNESP · versão 1
E
Resolução comentada
No mesmo nível horizontal, dentro do líquido conectado em repouso, as pressões são iguais. À esquerda, a coluna de altura $x$ é do líquido de densidade $\beta$; à direita, a coluna de altura $y$ tem densidade $\alpha$:
Cancelando a pressão atmosférica e a aceleração gravitacional:
$$\beta x=\alpha y$$
Alternativa E.
Q55
Termologia — Termodinâmica — Trabalho no diagrama pressão-volume
Um gás ideal realiza um ciclo nas quatro etapas I, II, III e IV, representadas no gráfico de pressão em função do volume. Ocorre trabalho de expansão ou compressão nas etapas
A)II e IV.
B)I e II.
C)I, II, III e IV.
D)I e III.
E)III e IV.
Enunciado adaptado do caderno original, com os dados preservados. Figuras extraídas da prova.
Gabarito VUNESP · versão 1
A
Resolução comentada
O trabalho associado à variação de volume requer deslocamento da fronteira do gás. Nas etapas I e III, os trechos são verticais: o volume permanece constante e o trabalho é nulo.
$$\Delta V_I=\Delta V_{III}=0$$
Nas etapas II e IV há variação de volume. Como são isobáricas:
$$W=p\Delta V$$
Na etapa II há compressão, com trabalho negativo realizado pelo gás; na IV há expansão, com trabalho positivo. Ambas têm trabalho não nulo.
Alternativa A.
Q56
Óptica — Refração — Refração na lâmina e reflexão no espelho
Um espelho plano horizontal está coberto por uma lâmina líquida de espessura $d=3\,\mathrm{cm}$ e índice $n=\sqrt3$. Um raio vindo do ar, cujo índice é 1, incide no ponto P com ângulo de $60^\circ$ em relação à normal. Depois de refletir no espelho, volta à superfície no ponto Q. A distância PQ, em centímetros, é
A)$\dfrac{\sqrt3}{2}$.
B)$3\sqrt3$.
C)$\dfrac{\sqrt3}{3}$.
D)$2\sqrt3$.
E)$\sqrt3$.
Enunciado adaptado do caderno original, com os dados preservados. Figuras extraídas da prova.
Utilizados em diagnóstico e tratamento, o laser e o ultrassom constituem, respectivamente, casos particulares de ondas
A)eletromagnética longitudinal e mecânica transversal.
B)eletromagnética transversal e mecânica longitudinal.
C)eletromagnética transversal e mecânica transversal.
D)eletromagnética transversal e eletromagnética longitudinal.
E)eletromagnética longitudinal e mecânica longitudinal.
Enunciado adaptado do caderno original, com os dados preservados. Figuras extraídas da prova.
Gabarito VUNESP · versão 1
B
Resolução comentada
A luz laser é uma onda eletromagnética: seus campos oscilam transversalmente à direção de propagação e ela pode se propagar no vácuo.
O ultrassom usado nesse contexto é uma onda mecânica longitudinal: propaga compressões e rarefações no meio material, com oscilações paralelas à direção de propagação.
Alternativa B.
Q58
Eletricidade — Eletrostática — Contato entre condutores e força elétrica
Dois condutores idênticos, inicialmente com cargas $2Q$ e $4Q$, repelem-se com força $F_1$ quando separados por uma distância $d$. Após contato, são separados pela mesma distância, passando a se repelir com força $F_2$. Suas dimensões são desprezíveis em comparação com $d$. A razão $F_1/F_2$ é
A)$\dfrac12$.
B)1.
C)$\dfrac89$.
D)$\dfrac13$.
E)$\dfrac98$.
Enunciado adaptado do caderno original, com os dados preservados. Figuras extraídas da prova.
Gabarito VUNESP · versão 1
C
Resolução comentada
No contato, a carga total se conserva. Como os condutores são idênticos, cada um fica com a metade:
A razão solicitada mantém a ordem indicada no enunciado:
$$\frac{F_1}{F_2}=\frac{8}{9}$$
Alternativa C.
Q59
Eletricidade — Eletrodinâmica — Chave e resistores em paralelo
Um gerador ideal de força eletromotriz $E$ alimenta dois resistores idênticos de resistência $R$, conforme o circuito. A corrente no gerador é $i_1$ com a chave fechada e $i_2$ com a chave aberta. A relação correta é
A)$i_1=2i_2$.
B)$i_2=2i_1$.
C)$i_2=6i_1$.
D)$i_1=i_2$.
E)$i_2=4i_1$.
Enunciado adaptado do caderno original, com os dados preservados. Figuras extraídas da prova.
Gabarito VUNESP · versão 1
A
Resolução comentada
Com a chave aberta, apenas um resistor está ligado ao gerador:
$$i_2=\frac ER$$
Com a chave fechada, os resistores ficam em paralelo:
Eletricidade — Eletromagnetismo — Força magnética sobre fio com corrente
Um fio AB está imerso em campo magnético uniforme que entra no plano da folha. O fio é suspenso por condutores ligados a uma fonte de corrente contínua, com a polaridade mostrada. Qual orientação representa a força magnética sobre AB?
A)$\otimes$ — entrando no plano.
B)$\odot$ — saindo do plano.
C)$\downarrow$ — para baixo.
D)$\uparrow$ — para cima.
E)$\rightarrow$ — para a direita.
Enunciado adaptado do caderno original, com os dados preservados. Figuras extraídas da prova.
Gabarito VUNESP · versão 1
C
Resolução comentada
A corrente convencional sai do polo positivo da fonte, desce pelo lado direito e percorre o fio de B para A, isto é, da direita para a esquerda.
A força obedece ao produto vetorial:
$$\vec F=I\vec L\times\vec B$$
Com $\vec L$ para a esquerda e $\vec B$ entrando na folha, a regra da mão direita fornece força vertical para baixo. A força é perpendicular tanto à corrente quanto ao campo.
