A distância focal do cristalino de um olho humano normal em repouso é de, aproximadamente, 17 mm.
Considerando-se que o comprimento do olho (distância da córnea à retina) é de, aproximadamente, 25 mm, qual das alternativas descreve corretamente o poder de acomodação do olho humano?
A retina permanece praticamente à mesma distância do sistema óptico. Para focalizar objetos em distâncias diferentes, o olho altera a curvatura do cristalino e, com isso, sua distância focal
$$\frac1f=\frac1p+\frac1{p'}$$
Com p′ aproximadamente fixo, mudar p exige ajustar f. Essa acomodação é descrita pela alternativa E. A íris controla a entrada de luz, mas não substitui o mecanismo de focalização
Alternativa do gabarito oficial: E
Durante um exame de ultrassonografia, as ondas sonoras são refletidas pelas estruturas internas do corpo. Se o ultrassom utilizado possui frequência de 2 MHz e a velocidade do som nos tecidos é, aproximadamente, 1500 m/s, qual é o comprimento de onda das ondas ultrassônicas nos tecidos?
Convertemos a frequência para hertz
$$f=2\ \mathrm{MHz}=2\cdot10^6\ \mathrm{Hz}$$
$$\lambda=\frac vf=\frac{1500}{2\cdot10^6}=7{,}5\cdot10^{-4}\ \mathrm{m}$$
$$\lambda=0{,}75\ \mathrm{mm}$$
Alternativa do gabarito oficial: C
Na prática médica, a radiografia é uma ferramenta diagnóstica essencial que permite aos profissionais de saúde visualizarem o interior do corpo humano sem a necessidade de procedimentos invasivos. Isso é possível graças ao uso de equipamentos de raio-X, que emitem radiação eletromagnética capaz de penetrar os tecidos do corpo. As diferentes densidades dos tecidos (como ossos, músculos e órgãos) afetam a maneira como os raios-X são absorvidos, criando uma imagem que pode revelar fraturas, tumores e outras condições. Para que a radiografia seja eficaz, é importante compreender as características das ondas eletromagnéticas emitidas pelos equipamentos de raio-X. Qual das alternativas descreve corretamente essas características?
Raios X são ondas eletromagnéticas de frequência elevada e comprimento de onda curto: alternativa A
$$c=\lambda f$$
Sua energia por fóton também é elevada
$$E=hf$$
São ondas transversais e não precisam de meio material para se propagar
Alternativa do gabarito oficial: A
Durante uma transfusão, um paciente recebe soro fisiológico a uma taxa de 0,5 mL/s. O soro escoa por meio de um tubo de diâmetro interno de 2,0 mm. Qual é a velocidade média do fluxo do soro no interior do tubo? (Considere π= 3,14)
A vazão é o volume que atravessa a seção do tubo por unidade de tempo
$$Q=Av$$
$$Q=0{,}5\ \mathrm{mL/s}=5\cdot10^{-7}\ \mathrm{m^3/s}$$
O raio do tubo é metade de seu diâmetro
$$r=1\ \mathrm{mm}=10^{-3}\ \mathrm{m}$$
$$A=\pi r^2=3{,}14\cdot10^{-6}\ \mathrm{m^2}$$
$$v=\frac QA=\frac{5\cdot10^{-7}}{3{,}14\cdot10^{-6}}\approx0{,}16\ \mathrm{m/s}$$
Alternativa do gabarito oficial: C
Em uma sessão de fisioterapia, um paciente é orientado a exercitar-se usando um dispositivo que consiste em comprimir uma mola com a mão. A mola possui uma constante elástica k = 200 N/m, e o paciente consegue comprimi-la até uma deformação de 10 cm em 2 s.
Sabendo-se que a potência média consumida durante a compressão pode ser calculada com base na energia potencial elástica armazenada na mola, qual é a potência média desenvolvida pelo paciente?
O trabalho realizado contra a mola fica armazenado como energia potencial elástica
$$x=10\ \mathrm{cm}=0{,}10\ \mathrm{m}$$
$$E_{\mathrm{el}}=\frac{kx^2}{2}=\frac{200(0{,}10)^2}{2}=1\ \mathrm{J}$$
A potência média é a energia transferida dividida pelo tempo
$$P_m=\frac{E_{\mathrm{el}}}{\Delta t}=\frac12=0{,}5\ \mathrm{W}$$
Alternativa do gabarito oficial: A
Em uma sessão de fisioterapia, um paciente é instruído a manter o braço esticado na posição horizontal, segurando um peso de 2 kg em sua mão. O braço do paciente tem comprimento de 0,6 m e massa de 3 kg.
Considerando-se a aceleração da gravidade g = 10 m/$\mathrm{s}^{2}$, qual é o torque que o músculo deltoide deve exercer sobre a articulação do ombro para manter o braço em equilíbrio na posição horizontal? Desconsidere a contribuição de outros músculos e forças.
Admitindo o braço homogêneo, seu peso atua no centro, a 0,30 m do ombro. O peso segurado pela mão atua a 0,60 m
$$\tau_{\mathrm{braço}}=3\cdot10\cdot0{,}30=9\ \mathrm{N\,m}$$
$$\tau_{\mathrm{peso}}=2\cdot10\cdot0{,}60=12\ \mathrm{N\,m}$$
O músculo deve produzir um torque oposto à soma desses dois
$$\tau_{\mathrm{músculo}}=9+12=21\ \mathrm{N\,m}$$
Alternativa do gabarito oficial: D
No ambiente hospitalar, profissionais que trabalham com equipamentos emissores de radiação, como técnicos de radiologia, devem adotar medidas de segurança para minimizar sua exposição à radiação ionizante. Uma das formas mais efetivas de reduzir essa exposição é aumentando a distância em relação à fonte de radiação. Esse princípio é fundamentado na Lei do Inverso do Quadrado da Distância, que descreve como a intensidade da radiação diminui com o aumento da distância. Um técnico de radiologia deve manter distância de uma fonte de radiação para reduzir sua exposição. De acordo com a Lei do Inverso do Quadrado da Distância, se ele dobrar a distância da fonte, sua exposição à radiação será
Na situação idealizada de fonte pontual, a mesma potência se distribui por superfícies esféricas cada vez maiores
$$I=\frac{P}{4\pi r^2}$$
Ao dobrar a distância
$$\frac{I_2}{I_1}=\frac{r^2}{(2r)^2}=\frac14$$
A exposição fica reduzida a um quarto do valor original
Alternativa do gabarito oficial: D
Um enfermeiro aquece 250 g de água para preparar uma solução a ser utilizada em um tratamento. Ele aquece a água de 20 °C até 80 °C utilizando um aquecedor elétrico de potência 300 W. Quanto tempo, em segundos, o aquecedor levará para aquecer a água? (Considere o calor específico da água c = 4.200 J/kg°C)
Calculamos o calor necessário e depois o dividimos pela potência
$$m=250\ \mathrm{g}=0{,}250\ \mathrm{kg}$$
$$\Delta T=80-20=60\ \mathrm{^{\circ}C}$$
$$Q=mc\Delta T=0{,}250\cdot4200\cdot60=63000\ \mathrm{J}$$
$$t=\frac QP=\frac{63000}{300}=210\ \mathrm{s}$$
Alternativa do gabarito oficial: B
No exame oftalmológico, o médico utiliza o oftalmoscópio para observar o fundo do olho do paciente. Esse instrumento utiliza lentes e iluminação para formar uma imagem ampliada da retina. Qual é o princípio óptico que permite ao oftalmoscópio formar a imagem ampliada do fundo do olho?
Uma lente convergente pode funcionar como lupa quando o objeto fica entre a lente e seu foco
$0<p<f$
Nessa situação, a imagem é virtual, direita e ampliada. Esse é o princípio óptico descrito na alternativa E
Alternativa do gabarito oficial: E
O alemão Max Planck é um dos cientistas mais destacados da Física Moderna devido à sua contribuição para a quantização da radiação eletromagnética em pacotes de energia, calculada pela expressão $E=h\nu$. Nessa equação, E representa a energia, $\nu$ é a frequência, e h é uma constante que, em homenagem ao cientista, é chamada de constante de Planck. A ideia de Planck permitiu que a ciência e a tecnologia avançassem na compreensão da interação entre radiação e matéria, resultando em aplicações revolucionárias na medicina, tanto para diagnóstico quanto para o tratamento de doenças, utilizando fontes de radiação eletromagnética, como raios-X, lasers, entre outras. Analisando a equação, pode-se afirmar que h possui dimensões físicas equivalentes a:
Na relação de Planck, a energia é o produto da constante h pela frequência
$$E=h\nu\ \Rightarrow\ h=\frac E\nu$$
A frequência tem dimensão inversa à do tempo
$$[\nu]=T^{-1}$$
$$[h]=[\text{energia}]\cdot[\text{tempo}]$$
Portanto, a dimensão equivale a energia vezes tempo, com unidade J·s
Alternativa do gabarito oficial: B
Um paciente foi vítima de um acidente automobilístico em que o veículo colidiu e parou subitamente, reduzindo sua velocidade de 72 km/h para zero em 0,2 s. O cérebro do paciente, com massa de 1,5 kg sofreu a desaceleração junto ao crânio. Supondo que o cérebro parou no mesmo intervalo de tempo que o carro e que a desaceleração foi uniforme, qual foi a força média exercida sobre o cérebro durante a colisão?
Tomamos como positivo o sentido inicial do movimento
$$v_i=\frac{72}{3{,}6}=20\ \mathrm{m/s}$$
$$a=\frac{v_f-v_i}{\Delta t}=\frac{0-20}{0{,}2}=-100\ \mathrm{m/s^2}$$
$$F=ma=1{,}5(-100)=-150\ \mathrm{N}$$
O sinal negativo indica força no sentido oposto ao movimento inicial
Alternativa do gabarito oficial: C
Para calcular a quantidade de medicamento em um soro intravenoso, é importante saber o fluxo de administração em mL/h. Se um paciente recebe 0,5 mL/s, qual é o fluxo em mL/h?
Uma hora contém 3600 segundos
$$1\ \mathrm{h}=3600\ \mathrm{s}$$
Multiplicamos o volume administrado em cada segundo pelo número de segundos de uma hora
$$Q=0{,}5\cdot3600=1800\ \mathrm{mL/h}$$
Alternativa do gabarito oficial: D