Vestibular 2025 · Prova II (Medicina), questões de Física (Q36-40) — resolução comentada Método TEF.
Q36
Cinemática — Movimento Uniforme
Um trem de carga percorreu o trajeto de Santa Fé do Sul até Jundiaí, indicado no mapa, passando por Itirapina às 9h20min e por Campinas às 13h20min de um mesmo dia.
Sabendo que a distância entre Itirapina e Campinas é de 120 km, que a distância entre Campinas e Jundiaí é de 40 km e que o trem manteve velocidade constante no trajeto de Itirapina até Jundiaí, o horário em que esse trem chegou a Jundiaí foi às
A)14h50min.
B)14h10min.
C)15h10min.
D)14h20min.
E)14h40min.
Gabarito oficial FMJU2401
E
Resolução
Primeiro, calculamos a velocidade constante do trem no trecho entre Itirapina e Campinas. O tempo decorrido nesse trecho foi de $\Delta t_1 = \text{13h20min} - \text{9h20min} = 4\text{ horas}$. Como a distância informada é $\Delta s_1 = 120\text{ km}$, a velocidade foi: $v = \dfrac{\Delta s_1}{\Delta t_1} = \dfrac{120}{4} = 30\text{ km/h}$.
Como a velocidade se manteve constante, no trecho entre Campinas e Jundiaí, cuja distância é $\Delta s_2 = 40\text{ km}$, o tempo gasto foi: $\Delta t_2 = \dfrac{\Delta s_2}{v} = \dfrac{40}{30} = \dfrac{4}{3}\text{ horas}$.
Transformando $\frac{4}{3}$ h para horas e minutos: $\frac{4}{3}\text{ h} = 1\text{ h} + \frac{1}{3}\text{ h} = 1\text{ h e 20 min}$.
Somando esse intervalo ao horário que o trem passou em Campinas (13h20min), obtemos o horário de chegada a Jundiaí: $\text{Chegada} = \text{13h20min} + \text{1h20min} = \text{14h40min}$.
Q37
Dinâmica — Energia Mecânica (Trabalho e Energia)
A figura mostra um bloco sobre uma superfície horizontal em que não há atrito, preso a uma das extremidades de uma mola de constante elástica igual a k, cuja outra extremidade está presa a uma parede. Nas figuras, estão representadas três posições do bloco: (1) posição x = 0, na qual a mola não está deformada, (2) posição x = 2L na qual o bloco é mantido em repouso e (3) posição x = L na qual o bloco passa pela primeira vez depois de ser liberado da posição x = 2L.
Considerando que não houve perda de energia mecânica durante o movimento do bloco, a energia cinética desse bloco ao passar pela posição x = L era igual a
A)$2k \cdot L^2$
B)$\frac{1}{2}k \cdot L^2$
C)$\frac{3}{2}k \cdot L^2$
D)$\frac{1}{4}k \cdot L^2$
E)$k \cdot L^2$
Gabarito oficial FMJU2401
C
Resolução
Como não há atrito (sistema conservativo), a energia mecânica do sistema bloco-mola se conserva. $E_{mec(inicial)} = E_{mec(final)}$
Na posição inicial (2), o bloco é mantido em repouso ($v = 0 \Rightarrow E_{cin} = 0$), e a mola está esticada de $\Delta x = 2L$. A energia mecânica total do sistema é puramente potencial elástica: $E_{mec} = E_{pot(el)} = \dfrac{k \cdot (\Delta x)^2}{2} = \dfrac{k \cdot (2L)^2}{2} = \dfrac{k \cdot 4L^2}{2} = 2k L^2$.
Na posição (3), onde $x = L$, a mola está deformada de $\Delta x = L$. A energia mecânica é a soma da energia cinética procurada e da energia potencial elástica neste ponto: $E_{mec} = E_{cin} + E_{pot(el)} \Rightarrow 2k L^2 = E_{cin} + \dfrac{k \cdot (L)^2}{2}$.
Isolando a energia cinética: $E_{cin} = 2k L^2 - \dfrac{1}{2}k L^2 = 1{,}5k L^2 = \dfrac{3}{2}k L^2$.
Q38
Termologia — Termodinâmica (Trabalho e Calor)
Em um experimento realizado em 1843, o inglês James Prescott Joule mostrou que é possível aumentar a temperatura da água por meio da transferência de energia mecânica. O esquema representa a montagem do aparato utilizado por Joule nesse experimento.
O aparato era composto por um recipiente termicamente isolado que continha água. No interior desse recipiente havia pás conectadas a pesos por um sistema de polias. Quando os pesos caíam por ação da gravidade, as pás giravam e agitavam a água, aquecendo-a levemente.
Um procedimento em que acontece a mesma transformação de energia ocorrida no experimento de Joule é
A)a movimentação de um automóvel por meio de um motor a explosão.
B)o assamento de uma pizza em um forno a lenha.
C)o aquecimento das mãos por meio de fricção em dias de baixa temperatura.
D)o aquecimento do ar ambiente por meio de um condicionador de ar.
E)o aquecimento de água em um fogão a gás.
Gabarito oficial FMJU2401
C
Resolução
No experimento de Joule descrito no enunciado, a queda dos blocos gera energia cinética nas pás e o atrito entre as pás e a água transforma a energia mecânica em energia térmica, o que provoca o aumento de temperatura.
Nas alternativas, a única que descreve explicitamente uma transformação de energia mecânica (movimento/trabalho da força de atrito) para energia térmica (calor) é o aquecimento das mãos por meio de fricção.
As demais representam: A: Energia Térmica/Química $\rightarrow$ Mecânica. B e E: Energia Química $\rightarrow$ Térmica. D: Energia Elétrica $\rightarrow$ Mecânica/Térmica.
Q39
Óptica Geométrica — Lentes Esféricas (Refração)
Os objetos que se comportam como lentes possuem ao menos uma das faces curva. Alguns tipos de lentes, representados a seguir, foram classificados em dois grupos: o grupo 1, que contém as lentes de bordas delgadas, e o grupo 2, que contém as lentes de bordas espessas.
Porém, para que o objeto funcione como uma lente, também é necessário que o índice de refração absoluto do material de que o objeto é feito seja diferente do índice de refração absoluto do meio no qual o objeto está imerso. Assim, comparando-se esses dois índices e considerando os tipos de lentes representados nas figuras, o índice de refração absoluto do material do objeto deverá ser
A)exclusivamente menor para as lentes dos dois grupos.
B)maior apenas para as lentes do grupo 1, e menor apenas para as lentes do grupo 2.
C)exclusivamente maior para as lentes dos dois grupos.
D)maior ou menor para as lentes dos dois grupos.
E)menor apenas para as lentes do grupo 1, e maior apenas para as lentes do grupo 2.
Gabarito oficial FMJU2401
D
Resolução
Para que um material funcione como lente (seja convergente ou divergente, havendo desvio da luz por refração nas faces curvas), basta que o índice de refração da lente ($n_{lente}$) seja diferente do índice de refração do meio externo ($n_{meio}$).
Se $n_{lente} > n_{meio}$, o grupo 1 atua como lente convergente e o grupo 2 atua como divergente. Se $n_{lente} < n_{meio}$, inverte-se o comportamento (grupo 1 passa a ser divergente e grupo 2 convergente), porém continuam funcionando perfeitamente como lentes em qualquer um dos cenários.
Portanto, o índice de refração da lente poderá ser "maior ou menor" que o do meio para qualquer um dos dois grupos.
Q40
Eletrodinâmica — Circuitos e Resistores
A figura mostra um circuito no qual o brilho da lâmpada L pode ser controlado alterando-se o valor da resistência de um reostato $R_v$, um dispositivo que permite o ajuste manual do valor de sua resistência, o que altera a corrente elétrica no circuito.
Quando o valor da resistência do reostato $R_v$ é $60\,\Omega$, a corrente elétrica no circuito é 0,40 A. Supondo ideais os fios de ligação e considerando a resistência da lâmpada e a diferença de potencial aplicada ao circuito constantes, para que a corrente no circuito passe a ser de 0,20 A, o valor da resistência do reostato deve ser
A)$540\,\Omega$.
B)$240\,\Omega$.
C)$30\,\Omega$.
D)$360\,\Omega$.
E)$90\,\Omega$.
Gabarito oficial FMJU2401
D
Resolução
O circuito possui a resistência do reostato ($R_v$) em série com a resistência da lâmpada ($R_L$). Utilizando a Primeira Lei de Ohm ($U = R_{eq} \cdot i$) no cenário inicial, onde $U = 120\text{ V}$, $R_v = 60\,\Omega$ e $i = 0{,}40\text{ A}$:
Para o segundo cenário, queremos que a nova corrente passe a ser $i' = 0{,}20\text{ A}$. O valor da tensão da fonte (120 V) e a resistência da lâmpada ($240\,\Omega$) se mantêm constantes. Encontramos o novo valor de resistência do reostato ($R_v'$):
