OBF 2011

1ª fase · 9º ano e 1º ano

Olimpíada Brasileira de Física · 30 questões objetivas · arquivo histórico.

Q01
Física geral — Grandezas e unidades — Conversão de unidades do IMC
Exclusiva do 9º ano no caderno original

Questões 1 a 3. Pesquisa do Ministério da Saúde mostra que a obesidade aumentou nos brasileiros: 13% dos adultos são obesos. O excesso de peso é diagnosticado a partir do Índice de Massa Corporal (IMC), obtido pela razão entre a massa e o quadrado da altura: IMC igual ou superior a 25 kg/m² indica excesso de peso, e igual ou superior a 30 kg/m² indica obesidade.

Tabela 1 – Classificação do IMC
IMC (kg/m²)Classificação
< 18,5Magreza
18,5–24,9Saudável
25–29,9Sobrepeso
30–34,9Obesidade Grau I
35–39,9Obesidade Grau II
≥ 40Obesidade Grau III

Sabendo que 1 kg = 1.000 g e 1 m = 100 cm, a unidade de IMC em g/m² é:

A)$10^{1}$ g/cm²
B)$10^{2}$ g/cm²
C)$10^{3}$ g/cm²
D)$10^{-1}$ g/cm²
E)$10^{-2}$ g/cm²

Gabarito oficial: D.

Resolução comentada · Método TEF

$1\,\dfrac{\text{kg}}{\text{m}^2}=\dfrac{1000\,\text{g}}{10^{4}\,\text{cm}^2}=10^{-1}\,\text{g/cm}^2$. Alternativa D.

Alternativa correta: D.

Q02
Física geral — Grandezas e unidades — Conversão de unidades do IMC
Exclusiva do 9º ano no caderno original

Questões 1 a 3. Pesquisa do Ministério da Saúde mostra que a obesidade aumentou nos brasileiros: 13% dos adultos são obesos. O excesso de peso é diagnosticado a partir do Índice de Massa Corporal (IMC), obtido pela razão entre a massa e o quadrado da altura: IMC igual ou superior a 25 kg/m² indica excesso de peso, e igual ou superior a 30 kg/m² indica obesidade.

Tabela 1 – Classificação do IMC
IMC (kg/m²)Classificação
< 18,5Magreza
18,5–24,9Saudável
25–29,9Sobrepeso
30–34,9Obesidade Grau I
35–39,9Obesidade Grau II
≥ 40Obesidade Grau III

De acordo com a tabela acima, uma pessoa com IMC igual a 2 g/cm² é diagnosticada como:

A)Saudável
B)Sobrepeso
C)Obesidade Grau I
D)Obesidade Grau II
E)Obesidade Grau III

Gabarito oficial: A.

Resolução comentada · Método TEF

$2\,\text{g/cm}^2=2\times10\,\text{kg/m}^2=20\,\text{kg/m}^2$, valor na faixa $18{,}5$–$24{,}9$: Saudável. Alternativa A.

Alternativa correta: A.

Q03
Física geral — Grandezas e unidades — Cálculo de massa a partir do IMC
Exclusiva do 9º ano no caderno original

Questões 1 a 3. Pesquisa do Ministério da Saúde mostra que a obesidade aumentou nos brasileiros: 13% dos adultos são obesos. O excesso de peso é diagnosticado a partir do Índice de Massa Corporal (IMC), obtido pela razão entre a massa e o quadrado da altura: IMC igual ou superior a 25 kg/m² indica excesso de peso, e igual ou superior a 30 kg/m² indica obesidade.

Tabela 1 – Classificação do IMC
IMC (kg/m²)Classificação
< 18,5Magreza
18,5–24,9Saudável
25–29,9Sobrepeso
30–34,9Obesidade Grau I
35–39,9Obesidade Grau II
≥ 40Obesidade Grau III

Um paciente de 1,70 m de altura foi diagnosticado como obeso mórbido com IMC igual a 42 kg/m². Calcule quantos quilogramas ele deve perder para que seja diagnosticado como uma pessoa saudável (de acordo com a tabela 1) com IMC igual a 24 kg/m²:

A)36 kg
B)43 kg
C)52 kg
D)61 kg
E)70 kg

Gabarito oficial: C.

Resolução comentada · Método TEF

$m=\text{IMC}\cdot h^2$, com $h^2=1{,}7^2=2{,}89\,\text{m}^2$. Massa inicial: $42\cdot2{,}89\approx121{,}4\,\text{kg}$; massa alvo: $24\cdot2{,}89\approx69{,}4\,\text{kg}$.

Perda: $121{,}4-69{,}4=52\,\text{kg}$. Alternativa C.

Alternativa correta: C.

Q04
Mecânica — Trabalho e energia — Potência média de um ser humano
Exclusiva do 9º ano no caderno original

Questões 4 e 5. Na natureza as fontes mais comuns de energia são químicas. Nos animais, o processo de oxidação do alimento resulta em energia térmica ou trabalho. O ser humano precisa consumir cerca de 2000 kcal por dia para que possa suprir suas necessidades básicas. Se consumimos mais energia do que precisamos, esta é armazenada na forma de gordura.

A potência média de um ser humano durante o dia é aproximadamente:

A)100 W
B)200 W
C)300 W
D)400 W
E)500 W

Gabarito oficial: A.

Resolução comentada · Método TEF

$E=2000\,\text{kcal}=2000\cdot4200\approx8{,}4\times10^{6}\,\text{J}$ em $86\,400\,\text{s}$: $P=\dfrac{8{,}4\times10^{6}}{86\,400}\approx97\,\text{W}\approx100\,\text{W}$. Alternativa A.

Alternativa correta: A.

Q05
Mecânica — Trabalho e energia — Gasto energético em uma caminhada
Exclusiva do 9º ano no caderno original

Questões 4 e 5. Na natureza as fontes mais comuns de energia são químicas. Nos animais, o processo de oxidação do alimento resulta em energia térmica ou trabalho. O ser humano precisa consumir cerca de 2000 kcal por dia para que possa suprir suas necessidades básicas. Se consumimos mais energia do que precisamos, esta é armazenada na forma de gordura.

Em uma caminhada gastamos cerca de 4,0 kcal/min. Se uma pessoa consome 1000 kcal a mais em sua dieta diária, para não engordar deve caminhar por dia cerca de:

A)1 h e 30 min
B)2 h e 40 min
C)3 h e 20 min
D)4 h e 10 min
E)5 h e 15 min

Gabarito oficial: D.

Resolução comentada · Método TEF

$t=\dfrac{1000\,\text{kcal}}{4{,}0\,\text{kcal/min}}=250\,\text{min}=4\,\text{h}\,10\,\text{min}$. Alternativa D.

Alternativa correta: D.

Q06
Mecânica — Dinâmica — Inércia e referenciais não inerciais

Questões sobre a “força G”. Os pilotos de F1 passam por um rigoroso treinamento físico para suportar os efeitos das enormes acelerações durante a corrida. Dentre as partes do corpo do piloto, a que mais sofre os efeitos da chamada “força G” é a musculatura do pescoço, que sofre acelerações da ordem de grandeza do valor da gravidade terrestre. Porém a “força G”, do ponto de vista da mecânica newtoniana, não é uma força, e sim apenas um efeito da inércia sobre o piloto.

De acordo com o texto e seus conhecimentos de física assinale a alternativa falsa.

A)A inércia é a tendência que um corpo tem de permanecer em repouso ou em movimento retilíneo uniforme, a menos que sofra a ação de uma força externa.
B)A massa de um corpo é a medida quantitativa de sua inércia.
C)Ao acelerar em uma reta, o piloto é pressionado contra o banco do carro.
D)Quando o carro vira contornando o centro da curva, o piloto tende a continuar seu movimento na direção tangencial.
E)Ao realizar a curva, o piloto tem a sensação de ser empurrado para o centro da curva na direção radial.

Gabarito oficial: E.

Resolução comentada · Método TEF

Na curva, a inércia faz o piloto tender a seguir em linha reta (direção tangencial); no referencial do carro ele tem a sensação de ser empurrado para fora da curva, e não para o centro. A afirmação da alternativa A é a falsa.

Alternativa correta: E.

Q07
Mecânica — Dinâmica — Aceleração centrípeta

Questões sobre a “força G”. Os pilotos de F1 passam por um rigoroso treinamento físico para suportar os efeitos das enormes acelerações durante a corrida. Dentre as partes do corpo do piloto, a que mais sofre os efeitos da chamada “força G” é a musculatura do pescoço, que sofre acelerações da ordem de grandeza do valor da gravidade terrestre. Porém a “força G”, do ponto de vista da mecânica newtoniana, não é uma força, e sim apenas um efeito da inércia sobre o piloto.

Um carro de F1 entra numa curva de raio igual a 50 m com velocidade igual a 180 km/h. A aceleração sofrida pelo pescoço do piloto (em termos da aceleração gravitacional local $g$) é:

A)$4g$
B)$5g$
C)$6g$
D)$7g$
E)$8g$

Gabarito oficial: B.

Resolução comentada · Método TEF

$v=180\,\text{km/h}=50\,\text{m/s}$. $a_c=\dfrac{v^2}{R}=\dfrac{50^2}{50}=50\,\text{m/s}^2=5\,g$. Alternativa B.

Alternativa correta: B.

Q08
Mecânica — Cinemática — Leitura de tabela: primeiro ano de vida

Questões 8 a 15. A tabela abaixo apresenta informações sobre o desenvolvimento ideal de um homem.

Tabela 2
IdadeAltura (cm)Massa (kg)
Nascimento50,63,400
3 meses60,45,720
6 meses66,47,580
9 meses71,29,070
12 meses75,210,070
6 anos117,521,910
12 anos149,638,280
18 anos174,563,050

Sobre o primeiro ano de vida do bebê é correto afirmar:

A)Cresceu 35,2 cm e engordou 4,17 kg
B)Cresceu 28,3 cm e engordou 7,36 kg
C)Cresceu 24,6 cm e engordou 6,67 kg
D)Cresceu 12,5 cm e engordou 3,85 kg
E)Cresceu 19,1 cm e engordou 2,92 kg

Gabarito oficial: C.

Resolução comentada · Método TEF

Altura: $75{,}2-50{,}6=24{,}6\,\text{cm}$. Massa: $10{,}070-3{,}400=6{,}67\,\text{kg}$. Alternativa C.

Alternativa correta: C.

Q09
Mecânica — Cinemática — Taxas médias de crescimento

Questões 8 a 15. A tabela abaixo apresenta informações sobre o desenvolvimento ideal de um homem.

Tabela 2
IdadeAltura (cm)Massa (kg)
Nascimento50,63,400
3 meses60,45,720
6 meses66,47,580
9 meses71,29,070
12 meses75,210,070
6 anos117,521,910
12 anos149,638,280
18 anos174,563,050

Considere que o ser humano se desenvolve de forma uniforme no decorrer do tempo (isto é apenas uma aproximação). As taxas médias de ganho de peso e crescimento desde o nascimento até os 18 anos são respectivamente:

A)3,3 kg/ano e 6,9 cm/ano
B)4,6 kg/ano e 7,5 cm/ano
C)5,4 kg/ano e 8,4 cm/ano
D)6,8 kg/ano e 9,6 cm/ano
E)7,9 kg/ano e 11,3 cm/ano

Gabarito oficial: A.

Resolução comentada · Método TEF

Massa: $\dfrac{63{,}05-3{,}4}{18}=\dfrac{59{,}65}{18}\approx3{,}3\,\text{kg/ano}$. Altura: $\dfrac{174{,}5-50{,}6}{18}=\dfrac{123{,}9}{18}\approx6{,}9\,\text{cm/ano}$. Alternativa A.

Alternativa correta: A.

Q10
Mecânica — Cinemática — Função horária (equação do 1º grau)

Questões 8 a 15. A tabela abaixo apresenta informações sobre o desenvolvimento ideal de um homem.

Tabela 2
IdadeAltura (cm)Massa (kg)
Nascimento50,63,400
3 meses60,45,720
6 meses66,47,580
9 meses71,29,070
12 meses75,210,070
6 anos117,521,910
12 anos149,638,280
18 anos174,563,050

A lei de crescimento é dada pela equação temporal ($t$ é medido em anos e $h$ em cm):

A)$h(t)=28{,}6+11{,}3t$
B)$h(t)=50{,}6+9{,}6t$
C)$h(t)=36{,}7+8{,}4t$
D)$h(t)=44{,}2+7{,}5t$
E)$h(t)=50{,}6+6{,}9t$

Gabarito oficial: E.

Resolução comentada · Método TEF

Em $t=0$, $h=50{,}6\,\text{cm}$ e a taxa média é $6{,}9\,\text{cm/ano}$: $h(t)=50{,}6+6{,}9\,t$. Alternativa E.

Alternativa correta: E.

Q11
Mecânica — Cinemática — Função horária (equação do 1º grau)

Questões 8 a 15. A tabela abaixo apresenta informações sobre o desenvolvimento ideal de um homem.

Tabela 2
IdadeAltura (cm)Massa (kg)
Nascimento50,63,400
3 meses60,45,720
6 meses66,47,580
9 meses71,29,070
12 meses75,210,070
6 anos117,521,910
12 anos149,638,280
18 anos174,563,050

A lei de ganho de peso é dada pela equação temporal ($t$ é medido em anos e $m$ em kg):

A)$m(t)=3{,}4+5{,}4t$
B)$m(t)=2{,}8+7{,}9t$
C)$m(t)=5{,}6+4{,}6t$
D)$m(t)=3{,}4+3{,}3t$
E)$m(t)=4{,}2+6{,}8t$

Gabarito oficial: D.

Resolução comentada · Método TEF

Em $t=0$, $m=3{,}4\,\text{kg}$ e a taxa média é $3{,}3\,\text{kg/ano}$: $m(t)=3{,}4+3{,}3\,t$. Alternativa D.

Alternativa correta: D.

Q12
Mecânica — Cinemática — Relação linear entre grandezas

Questões 8 a 15. A tabela abaixo apresenta informações sobre o desenvolvimento ideal de um homem.

Tabela 2
IdadeAltura (cm)Massa (kg)
Nascimento50,63,400
3 meses60,45,720
6 meses66,47,580
9 meses71,29,070
12 meses75,210,070
6 anos117,521,910
12 anos149,638,280
18 anos174,563,050

A dependência do ganho de peso com a altura é dada pela equação ($m$ é medido em kg e $h$ em cm):

A)$m=0{,}75h-32{,}1$
B)$m=0{,}48h-20{,}8$
C)$m=0{,}84h+43{,}2$
D)$m=1{,}6h+25{,}2$
E)$m=0{,}65h-24{,}6$

Gabarito oficial: B.

Resolução comentada · Método TEF

Declividade: $\dfrac{\Delta m}{\Delta h}=\dfrac{59{,}65}{123{,}9}\approx0{,}48\,\text{kg/cm}$. Passando por $(h,m)=(50{,}6;\,3{,}4)$: $m=3{,}4+0{,}48\,(h-50{,}6)\approx0{,}48\,h-20{,}9$. Alternativa B.

Alternativa correta: B.

Q13
Mecânica — Cinemática — Encontro de funções horárias

Um garoto possui crescimento abaixo do recomendado pelos médicos dado pela seguinte equação: $h(t)=48{,}7+3{,}3\,t$. O crescimento mínimo recomendado é dado pela equação $y(t)=46{,}3+6{,}3\,t$ ($t$ em anos, $h$ e $y$ em cm).

A idade de tal garoto quando este terá a altura mínima recomendada:

A)5,8 meses
B)6,9 meses
C)7,5 meses
D)8,3 meses
E)9,6 meses

Gabarito oficial: E.

Resolução comentada · Método TEF

Igualando: $48{,}7+3{,}3\,t=46{,}3+6{,}3\,t\Rightarrow2{,}4=3{,}0\,t\Rightarrow t=0{,}8\,\text{ano}=0{,}8\cdot12=9{,}6\,\text{meses}$. Alternativa E.

Alternativa correta: E.

Q14
Mecânica — Cinemática — Valor da função no instante do encontro

Um garoto possui crescimento abaixo do recomendado pelos médicos dado pela seguinte equação: $h(t)=48{,}7+3{,}3\,t$. O crescimento mínimo recomendado é dado pela equação $y(t)=46{,}3+6{,}3\,t$ ($t$ em anos, $h$ e $y$ em cm).

A altura desse garoto nessa idade:

A)51,3 cm
B)64,8 cm
C)72,1 cm
D)80,3 cm
E)86,2 cm

Gabarito oficial: A.

Resolução comentada · Método TEF

$h(0{,}8)=48{,}7+3{,}3\cdot0{,}8=51{,}34\,\text{cm}\approx51{,}3\,\text{cm}$. Alternativa A.

Alternativa correta: A.

Q15
Mecânica — Cinemática — Comparação de taxas médias

Questões 8 a 15. A tabela abaixo apresenta informações sobre o desenvolvimento ideal de um homem.

Tabela 2
IdadeAltura (cm)Massa (kg)
Nascimento50,63,400
3 meses60,45,720
6 meses66,47,580
9 meses71,29,070
12 meses75,210,070
6 anos117,521,910
12 anos149,638,280
18 anos174,563,050

Sobre as taxas médias de crescimento desde o nascimento até os seis anos ($T_{0-6}$), dos seis aos 12 anos ($T_{6-12}$), e dos 12 aos 18 anos ($T_{12-18}$), assinale a alternativa correta.

A)$T_{0-6}
B)$T_{12-18}
C)$T_{0-6}
D)$T_{12-18}
E)$T_{6-12}

Gabarito oficial: D.

Resolução comentada · Método TEF

$T_{0-6}=\dfrac{117{,}5-50{,}6}{6}\approx11{,}2\,\text{cm/ano}$; $T_{6-12}=\dfrac{149{,}6-117{,}5}{6}\approx5{,}4\,\text{cm/ano}$; $T_{12-18}=\dfrac{174{,}5-149{,}6}{6}\approx4{,}2\,\text{cm/ano}$.

Logo $T_{12-18}

Alternativa correta: D.

Q16
Mecânica — Cinemática — Distância pela área do gráfico v × t

Questões 16 a 18. O gráfico da velocidade ($v$) como função do tempo ($t$) mostra o desempenho de um atleta durante um treinamento (errata oficial: o eixo do tempo é em segundos, e não em m/s como impresso).

A distância percorrida pelo atleta durante o treinamento foi:

Gráfico da velocidade em função do tempo: reta de A (0) a B (10 m/s em 2,5 s), patamar até C (42,5 s) e queda até D (7 m/s em 43,5 s)
A)152 m
B)285 m
C)346 m
D)421 m
E)530 m

Gabarito oficial: D.

Resolução comentada · Método TEF

A distância é a área sob a curva: trecho AB (triângulo): $\tfrac12\cdot2{,}5\cdot10=12{,}5\,\text{m}$; BC (retângulo): $(42{,}5-2{,}5)\cdot10=400\,\text{m}$; CD (trapézio): $\dfrac{10+7}{2}\cdot1=8{,}5\,\text{m}$.

Total: $12{,}5+400+8{,}5=421\,\text{m}$. Alternativa D.

Alternativa correta: D.

Q17
Mecânica — Cinemática — Velocidade média pelo gráfico

Questões 16 a 18. O gráfico da velocidade ($v$) como função do tempo ($t$) mostra o desempenho de um atleta durante um treinamento (errata oficial: o eixo do tempo é em segundos, e não em m/s como impresso).

A velocidade média do atleta durante a prova é aproximadamente:

Gráfico da velocidade em função do tempo: reta de A (0) a B (10 m/s em 2,5 s), patamar até C (42,5 s) e queda até D (7 m/s em 43,5 s)
A)6,4 m/s
B)7,3 m/s
C)7,8 m/s
D)8,5 m/s
E)9,7 m/s

Gabarito oficial: E.

Resolução comentada · Método TEF

$v_m=\dfrac{\Delta s}{\Delta t}=\dfrac{421}{43{,}5}\approx9{,}7\,\text{m/s}$. Alternativa E.

Alternativa correta: E.

Q18
Mecânica — Cinemática — Aceleração média pelo gráfico

Questões 16 a 18. O gráfico da velocidade ($v$) como função do tempo ($t$) mostra o desempenho de um atleta durante um treinamento (errata oficial: o eixo do tempo é em segundos, e não em m/s como impresso).

As acelerações médias do atleta nos trechos AB, BC, e CD são respectivamente:

Gráfico da velocidade em função do tempo: reta de A (0) a B (10 m/s em 2,5 s), patamar até C (42,5 s) e queda até D (7 m/s em 43,5 s)
A)$4{,}0\,\text{m/s}^2$; nula; $-3{,}0\,\text{m/s}^2$
B)nula; $5{,}0\,\text{m/s}^2$; $-1{,}0\,\text{m/s}^2$
C)$3{,}0\,\text{m/s}^2$; nula; $4{,}0\,\text{m/s}^2$
D)$10{,}0\,\text{m/s}^2$; nula; nula
E)nula; $-1{,}0\,\text{m/s}^2$; nula

Gabarito oficial: A.

Resolução comentada · Método TEF

A aceleração média é a inclinação do gráfico: AB: $\dfrac{10-0}{2{,}5-0}=4{,}0\,\text{m/s}^2$; BC: velocidade constante, $0$; CD: $\dfrac{7-10}{43{,}5-42{,}5}=-3{,}0\,\text{m/s}^2$. Alternativa A.

Alternativa correta: A.

Q19
Mecânica — Gravitação — Terceira lei de Kepler

No decorrer do último século o ser humano sempre buscou por lugares onde possa haver vida. A NASA tem enviado sondas de exploração a Marte com o intuito de receber informações advindas do planeta vermelho, objetivando uma futura colonização. Marte situa-se a 1,5 UA (uma unidade astronômica é igual à distância da Terra ao Sol), sua massa é cerca de nove vezes menor que a massa da Terra, e seu raio equatorial é cerca de a metade do raio terrestre. Um ano marciano (tempo necessário para que Marte complete uma volta em torno do Sol) equivale a (AT = ano terrestre):

A)$2\sqrt6\,\text{AT}$
B)$\dfrac{3\sqrt6}{4}\,\text{AT}$
C)$\sqrt6\,\text{AT}$
D)$\dfrac{3\sqrt6}{2}\,\text{AT}$
E)$\dfrac{\sqrt6}{2}\,\text{AT}$

Gabarito oficial: B.

Resolução comentada · Método TEF

Terceira lei de Kepler: $\dfrac{T^2}{R^3}=\text{const.}$ Para Marte e Terra: $\dfrac{T_M^2}{T_T^2}=\left(\dfrac{1{,}5}{1}\right)^3=\dfrac{27}{8}$.

$T_M=\sqrt{\dfrac{27}{8}}\,\text{AT}=\dfrac{3\sqrt3}{2\sqrt2}=\dfrac{3\sqrt6}{4}\,\text{AT}\approx1{,}84\,\text{AT}$. Alternativa B. A massa e o raio de Marte são dados irrelevantes.

Alternativa correta: B.

Q20
Termologia — Termometria — Conversão Fahrenheit-Celsius

Questões sobre temperatura. O ser humano possui a capacidade de manter uma temperatura média de 36 °C. O estado febril é caracterizado para temperaturas entre 37,5 °C e 38 °C. Para temperaturas superiores é diagnosticada febre. Os médicos recomendam medicação adequada e banho para baixar a temperatura. A água do banho deve estar a uma temperatura de 30 °C aproximadamente.

Contando apenas com um termômetro graduado na escala Fahrenheit uma mãe verificou que seu bebê estava a uma temperatura de 100,4 °F. A temperatura do bebê em Celsius é: (Obs: 0 °C → 32 °F e 100 °C → 212 °F)

A)37,5 °C
B)38,0 °C
C)38,5 °C
D)39,0 °C
E)39,5 °C

Gabarito oficial: B.

Resolução comentada · Método TEF

$\dfrac{\theta_C}{5}=\dfrac{\theta_F-32}{9}\Rightarrow\theta_C=\dfrac{5\,(100{,}4-32)}{9}=38{,}0\,^\circ\text{C}$. Alternativa B.

Alternativa correta: B.

Q21
Termologia — Calorimetria — Capacidade térmica e equilíbrio térmico

Questões sobre temperatura. O ser humano possui a capacidade de manter uma temperatura média de 36 °C. O estado febril é caracterizado para temperaturas entre 37,5 °C e 38 °C. Para temperaturas superiores é diagnosticada febre. Os médicos recomendam medicação adequada e banho para baixar a temperatura. A água do banho deve estar a uma temperatura de 30 °C aproximadamente.

De acordo com o texto e seus conhecimentos sobre calorimetria é correto afirmar que:

A)A água do banho baixa a capacidade térmica do corpo humano.
B)A água do banho aumenta a capacidade térmica do corpo humano.
C)A água do banho não altera a capacidade térmica do corpo humano.
D)A capacidade térmica da água é negativa.
E)A temperatura de equilíbrio é definida como a média das temperaturas iniciais.

Gabarito oficial: C.

Resolução comentada · Método TEF

A capacidade térmica $C=mc$ depende da massa e do calor específico do corpo, e não de ele estar em contato com a água do banho: o banho só troca calor com o corpo. Alternativa C.

A capacidade térmica nunca é negativa (D), e a temperatura de equilíbrio só é a média simples quando as capacidades térmicas são iguais (E).

Alternativa correta: C.

Q22
Termologia — Calorimetria — Equilíbrio térmico banho-bebê

Questões sobre temperatura. O ser humano possui a capacidade de manter uma temperatura média de 36 °C. O estado febril é caracterizado para temperaturas entre 37,5 °C e 38 °C. Para temperaturas superiores é diagnosticada febre. Os médicos recomendam medicação adequada e banho para baixar a temperatura. A água do banho deve estar a uma temperatura de 30 °C aproximadamente.

O volume mínimo de água necessário para que um bebê de 3 kg tenha sua temperatura de 39 ºC baixada de 1 °C é aproximadamente: (O calor específico do ser humano é 0,85 cal/g°C; a densidade da água é 1 g/cm³)

A)1,00 litros
B)0,80 litros
C)0,60 litros
D)0,50 litros
E)0,30 litros

Gabarito oficial: E.

Resolução comentada · Método TEF

Calor cedido pelo bebê: $Q=m\,c\,\Delta\theta=3000\cdot0{,}85\cdot1=2550\,\text{cal}$.

A água a $30\,^\circ\text{C}$ pode aquecer até a temperatura final do bebê, $38\,^\circ\text{C}$ (ganho de $8\,^\circ\text{C}$): $m_a\cdot1\cdot8=2550\Rightarrow m_a\approx319\,\text{g}\approx0{,}30\,\text{L}$. Alternativa A.

Alternativa correta: E.

Q23
Mecânica — Cinemática — Lançamento oblíquo: tempo de voo

Questões 23 a 25. A figura ilustra a trajetória de um atleta do salto em distância durante o salto, lançado com velocidade de 8,0 m/s a 45° (dado: $\text{sen}\,45^\circ=\cos45^\circ=\dfrac{\sqrt2}{2}$).

O tempo que o atleta permanece no ar durante o salto é:

Trajetória parabólica de um saltador lançado a 8,0 m/s e 45°, com altura máxima h e alcance d
A)$\dfrac{\sqrt2}{5}\,\text{s}$
B)$\dfrac{2\sqrt2}{5}\,\text{s}$
C)$\dfrac{4\sqrt2}{5}\,\text{s}$
D)$\dfrac{8\sqrt2}{5}\,\text{s}$
E)$\dfrac{16\sqrt2}{5}\,\text{s}$

Gabarito oficial: C.

Resolução comentada · Método TEF

$v_y=v\,\text{sen}\,45^\circ=4\sqrt2\,\text{m/s}$. O tempo de voo é $t=\dfrac{2\,v_y}{g}=\dfrac{8\sqrt2}{10}=\dfrac{4\sqrt2}{5}\,\text{s}$. Alternativa C.

Alternativa correta: C.

Q24
Mecânica — Cinemática — Lançamento oblíquo: altura máxima

Questões 23 a 25. A figura ilustra a trajetória de um atleta do salto em distância durante o salto, lançado com velocidade de 8,0 m/s a 45° (dado: $\text{sen}\,45^\circ=\cos45^\circ=\dfrac{\sqrt2}{2}$).

A altura máxima $h$ atingida pelo atleta durante o salto é:

Trajetória parabólica de um saltador lançado a 8,0 m/s e 45°, com altura máxima h e alcance d
A)1,2 m
B)1,4 m
C)1,6 m
D)1,8 m
E)2,0 m

Gabarito oficial: C.

Resolução comentada · Método TEF

$h=\dfrac{v_y^2}{2g}=\dfrac{(4\sqrt2)^2}{20}=\dfrac{32}{20}=1{,}6\,\text{m}$. Alternativa C.

Alternativa correta: C.

Q25
Mecânica — Cinemática — Lançamento oblíquo: alcance

Questões 23 a 25. A figura ilustra a trajetória de um atleta do salto em distância durante o salto, lançado com velocidade de 8,0 m/s a 45° (dado: $\text{sen}\,45^\circ=\cos45^\circ=\dfrac{\sqrt2}{2}$).

O alcance horizontal $d$ conseguido pelo atleta é:

Trajetória parabólica de um saltador lançado a 8,0 m/s e 45°, com altura máxima h e alcance d
A)2,8 m
B)3,6 m
C)5,2 m
D)6,4 m
E)8,2 m

Gabarito oficial: D.

Resolução comentada · Método TEF

$d=v_x\,t=4\sqrt2\cdot\dfrac{4\sqrt2}{5}=\dfrac{32}{5}=6{,}4\,\text{m}$. Alternativa D.

Alternativa correta: D.

Q26
Mecânica — Cinemática — Taxa de variação (inclinação do gráfico)

Questões 26 a 29. Em 2007, pesquisadores da Universidade de Oakland analisaram o batimento cardíaco máximo de 132 indivíduos com base em estudos realizados num período de 25 anos. A melhor representação gráfica do número máximo de batimentos cardíacos de uma pessoa saudável com relação à idade é a do gráfico (bpm = batimentos por minuto).

A taxa de diminuição do batimento cardíaco máximo por ano é:

Gráfico da frequência cardíaca máxima (bpm) em função da idade (anos), reta decrescente passando por 200, 186, 172 e 158 bpm
A)0,2 bpm/ano
B)0,5 bpm/ano
C)0,7 bpm/ano
D)0,8 bpm/ano
E)0,9 bpm/ano

Gabarito oficial: C.

Resolução comentada · Método TEF

Entre $t=10$ e $t=70$ anos, $f$ cai de $200$ a $158\,\text{bpm}$: $\dfrac{200-158}{60}=0{,}7\,\text{bpm/ano}$. Alternativa C.

Alternativa correta: C.

Q27
Mecânica — Cinemática — Equação da reta a partir do gráfico

Questões 26 a 29. Em 2007, pesquisadores da Universidade de Oakland analisaram o batimento cardíaco máximo de 132 indivíduos com base em estudos realizados num período de 25 anos. A melhor representação gráfica do número máximo de batimentos cardíacos de uma pessoa saudável com relação à idade é a do gráfico (bpm = batimentos por minuto).

A função que representa a curva é:

Gráfico da frequência cardíaca máxima (bpm) em função da idade (anos), reta decrescente passando por 200, 186, 172 e 158 bpm
A)$f(t)=207+0{,}7t$
B)$f(t)=207-0{,}7t$
C)$f(t)=230+0{,}5t$
D)$f(t)=100-0{,}2t$
E)$f(t)=156-0{,}9t$

Gabarito oficial: B.

Resolução comentada · Método TEF

A reta tem declividade $-0{,}7\,\text{bpm/ano}$ e passa por $(10;\,200)$: $f=200-0{,}7\,(t-10)=207-0{,}7\,t$. Alternativa B.

Alternativa correta: B.

Q28
Ondas — Conceitos básicos — Frequência e período

Utilizando a própria freqüência cardíaca como “medida de tempo”, Galileu Galilei observou que o tempo decorrido para o candelabro da igreja completar um ciclo era sempre o mesmo. A freqüência cardíaca média de um adulto saudável em repouso é 70 bpm. A mesma freqüência em Hertz é:

A)1,17 Hz
B)2,30 Hz
C)3,24 Hz
D)5,42 Hz
E)6,71 Hz

Gabarito oficial: A.

Resolução comentada · Método TEF

$f=\dfrac{70}{60\,\text{s}}\approx1{,}17\,\text{Hz}$. Alternativa A.

Alternativa correta: A.

Q29
Ondas — MHS — Período do pêndulo simples

Utilizando a idéia de Galileu, um estudante observou o balanço do lustre pendurado no teto de sua casa e contou 70 pulsações durante 30 ciclos. Assim foi possível calcular o comprimento da haste do lustre. O valor encontrado foi:

A)0,62 m
B)0,83 m
C)1,11 m
D)1,60 m
E)1,75 m

Gabarito oficial: C.

Resolução comentada · Método TEF

70 pulsações a $70\,\text{bpm}$ duram $60\,\text{s}$; em 30 ciclos, $T=\dfrac{60}{30}=2\,\text{s}$.

$T=2\pi\sqrt{\dfrac Lg}\Rightarrow L=\dfrac{g\,T^2}{4\pi^2}=\dfrac{10\cdot4}{4\cdot9}\approx1{,}11\,\text{m}$ (com $\pi=3$). Alternativa C.

Alternativa correta: C.

Q30
Óptica — Óptica da visão — Catarata e formação da imagem

“A catarata é uma patologia dos olhos que consiste na opacidade parcial ou total do cristalino ou de sua cápsula. Pode ser desencadeada por vários fatores, como traumatismo, idade, Diabetes mellitus, uveítes, uso de medicamentos, etc. Tipicamente apresenta-se como embaçamento visual progressivo que pode levar a cegueira ou visão subnormal.” É muito comum o desenvolvimento de catarata em idosos, sendo necessária intervenção cirúrgica. No desenvolvimento inicial da catarata relacionada a idade a magnificação das lentes (cristalino) pode ser aumentada causando miopia; o gradual amarelamento e o aumento de opacidade da lente podem ocasionar redução da percepção do azul.

De acordo com o texto e seus conhecimentos sobre ótica geométrica é correto afirmar que:

A)O indivíduo com catarata enxerga apenas algumas cores devido à lesão no cristalino.
B)A catarata implica na diminuição da intensidade de luz detectada na retina.
C)O amarelamento do cristalino se deve ao fato de ocorrer maior absorção do amarelo.
D)A catarata implica no aumento da intensidade de luz detectada na retina.
E)Em alguns casos a catarata ocasiona aumento da distância focal do olho afetado.

Gabarito oficial: B.

Resolução comentada · Método TEF

A opacidade do cristalino absorve e espalha parte da luz, de modo que chega menos luz à retina. Alternativa A.

B) o indivíduo continua enxergando as cores (apenas o azul é menos percebido). C) o cristalino amarelado absorve mais o azul, não o amarelo. D) é o contrário. E) o texto fala em aumento da magnificação (miopia), isto é, diminuição da distância focal.

Alternativa correta: B.

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