Prova Bahiana Medicina 2016.1 Discursiva — Física com Gabarito e Resolução

Mecânica — Densidade e Peso — Volume e Peso do Sangue

Considerando que o sistema circulatório humano tem $160\,000$ quilômetros de veias, artérias e capilares, com formato cilíndrico e com área média da seção transversal igual a $3{,}75\cdot10^{-11}\text{ m}^2$, que a densidade do sangue é igual a $1{,}06\text{ g/cm}^3$ e que o módulo da aceleração da gravidade local é $10\text{ m/s}^2$, determine o peso do sangue que circula nesse sistema.

$P\approx63{,}6\text{ N}$.

Resolução

Comprimento: $L=160\,000\text{ km}=1{,}6\cdot10^{8}\text{ m}$. Volume: $V=A\,L=3{,}75\cdot10^{-11}\cdot1{,}6\cdot10^{8}=6{,}0\cdot10^{-3}\text{ m}^3$ ($6{,}0\text{ L}$).

Massa: $m=\rho V=1060\cdot6{,}0\cdot10^{-3}=6{,}36\text{ kg}$, com $1{,}06\text{ g/cm}^3=1060\text{ kg/m}^3$.

Peso: $P=mg=6{,}36\cdot10=63{,}6\text{ N}$.

Termologia — Termometria — Conversão entre Escalas Celsius e Fahrenheit

Sabe-se que as mudanças significativas referentes à família brasileira estão relacionadas ao impacto do desenvolvimento tecnológico da sociedade como um todo. Uma dessas mudanças é o uso da tecnologia para a reprodução humana, a inseminação artificial, uma técnica de reprodução medicamente assistida que consiste na deposição mecânica do sêmen de um doador, que fica preservado em azoto líquido, contido em um criotubo a $-196\,^\circ\text{C}$, e que, após ser processado, é colocado dentro do colo do útero, próximo ao momento da ovulação.

Com base nessa informação, determine a temperatura, referida no texto, em que o sêmen fica preservado, na escala Fahrenheit.

$\theta_F=-320{,}8\,^\circ\text{F}$.

Resolução

Relação entre as escalas: $\dfrac{\theta_C}{5}=\dfrac{\theta_F-32}{9}$.

$\theta_F=\dfrac{9}{5}\theta_C+32=\dfrac95\cdot(-196)+32=-352{,}8+32=-320{,}8\,^\circ\text{F}$.

Q12

Ondulatória — Acústica — Intensidade e Potência de uma Fonte Sonora

A estrutura da “nova família brasileira” aliada ao intenso ritmo de vida daqueles que vivem em grandes cidades e capitais do País são fatores sociais que refletem diretamente no conceito atual do mercado imobiliário. O século XXI identifica significativa redução no número de membros da família que dividem o mesmo teto, resultando no crescimento da procura por apartamentos menores, cerca de 40 a 70 metros quadrados, e por edifícios residenciais que possuam maior distância entre eles.

Disponível em: <http://www.conviverurbanismo.com.br/index.php?option=com_content&view=article&id=225:estrutura-familiar-brasileira-muda-e-reflete-novo-com>. Acesso em: 6 out. 2015.

Em um condomínio com edifícios residenciais, a distância entre os prédios é igual a $10{,}0\text{ m}$, sabendo-se que um operário, que realiza uma obra em um prédio, ao ligar uma serra elétrica, essa emite uma onda sonora de intensidade média igual a $1{,}0\cdot10^{-1}\text{ W/m}^2$, determine a potência total irradiada por essa fonte nos primeiros prédios que o circunda, considerando $\pi$ igual a $3$.

$P=1{,}2\cdot10^{2}\text{ W}$ ($120\text{ W}$).

Resolução

A onda sonora emitida por uma fonte pontual espalha-se uniformemente por uma superfície esférica de raio $d=10{,}0\text{ m}$ e área $A=4\pi d^2$.

$P=I\cdot4\pi d^2=1{,}0\cdot10^{-1}\cdot4\cdot3\cdot(10{,}0)^2=1{,}0\cdot10^{-1}\cdot1200=120\text{ W}$.

Q14

Eletricidade — Capacitores — Capacitor de Placas Planas e Paralelas

A era digital acabou por alterar hábitos da comunicação dentro da família. Se por um lado a internet rompe barreiras da comunicação e permite a interação com pessoas de partes distintas do país e do mundo, por outro ela provoca a quebra diálogos rotineiros. Filhos que antes sentavam à mesa com os pais, hoje preferem a internet e o “bate-papo” de amigos.

Disponível em: <http://www.lagoinha.com/ibl-noticia/familias-do-seculo-xxi-nao-sao-mais-as-mesmas/>. Acesso em: 6 out. 2015.

Sabe-se que as teclas de computadores utilizadas para digitar mensagens se comportam como os capacitores de placas planas e paralelas imersas no ar.

Considerando

a área média de cada tecla de um computador igual a $1{,}0\text{ cm}^2$,
a distância entre uma tecla e a base do seu teclado igual a $1{,}0\text{ mm}$,
a permissividade do ar, $\varepsilon_0$, igual a $9{,}0\cdot10^{-12}\text{ F/m}$,
a tensão aplicada em cada tecla igual a $6{,}0\text{ V}$, no instante que uma tecla é empurrada para baixo cerca de $0{,}4\text{ mm}$ da sua posição de origem,

determine a carga armazenada na armadura do capacitor.

$Q=9{,}0\cdot10^{-12}\text{ C}$.

Resolução

Quando a tecla é empurrada $0{,}4\text{ mm}$, a distância entre as placas passa a ser $d=1{,}0-0{,}4=0{,}6\text{ mm}=6{,}0\cdot10^{-4}\text{ m}$; a área é $A=1{,}0\text{ cm}^2=1{,}0\cdot10^{-4}\text{ m}^2$.

Capacitância: $C=\dfrac{\varepsilon_0A}{d}=\dfrac{9{,}0\cdot10^{-12}\cdot1{,}0\cdot10^{-4}}{6{,}0\cdot10^{-4}}=1{,}5\cdot10^{-12}\text{ F}$.

Carga: $Q=C\,V=1{,}5\cdot10^{-12}\cdot6{,}0=9{,}0\cdot10^{-12}\text{ C}$.