PROSEF 2020.1 — Processo Seletivo Formativo · 1ª Fase · Conhecimentos Gerais Contemporâneos · Física Q31–Q35 · 50 questões objetivas · aplicada em 17/11/2019.
Gabarito preliminar (Tipo 1): Q31 A · Q32 C · Q33 D · Q34 D · Q35 E, conforme republicado pela Bahiana em 18/11/2019.
Q31
Mecânica — Cinemática — Velocidade Escalar Média e Tempo de Propagação
Pela primeira vez na história chinesa, uma cirurgia complexa foi feita de maneira totalmente remota, com o auxílio de tecnologia nacional e conexão 5G. A operação foi realizada por um cirurgião do Primeiro Centro Médico, em Zhejiang, a uma distância de três mil quilômetros do paciente, que sofre com o mal de Parkinson. O procedimento consistia na implantação de um chip diretamente no cérebro do paciente a fim de realizar uma série de estímulos para reduzir os sintomas do mal de Parkinson, além de monitorar o avanço da doença e traçar um histórico médico completo para melhor tratar a enfermidade.
Admitindo-se que a informação do comando do cirurgião viaja a uma velocidade escalar média de $3{,}0\cdot10^{8}\text{ m/s}$ até o equipamento que realiza a operação, é possível estimar que o atraso mínimo entre o comando do cirurgião e a execução de um procedimento é de:
A)$1{,}0\cdot10^{-2}\text{ s}$
B)$4{,}0\cdot10^{-2}\text{ s}$
C)$2{,}0\cdot10^{-1}\text{ s}$
D)$5{,}0\cdot10^{-1}\text{ s}$
E)$9{,}0\cdot10^{-1}\text{ s}$
Gabarito:
A
Resolução
O atraso mínimo corresponde ao tempo que o sinal leva para percorrer a distância $\Delta s=3000\text{ km}=3{,}0\cdot10^{6}\text{ m}$ com velocidade $v=3{,}0\cdot10^{8}\text{ m/s}$:
Eletricidade — Eletrodinâmica — Resistência Equivalente em Série e Lei de Ohm
A Análise de Bioimpedância é uma resposta de qualquer amostra biológica à aplicação de uma corrente elétrica de excitação. Dentre as áreas de aplicação, pode-se destacar a medição da composição corporal. O interesse em medir a quantidade dos diferentes componentes do corpo humano surgiu pela correlação com doenças ligadas ao excesso de gordura corporal, como a hipertensão e a diabetes tipo II.
Um terminal de um dispositivo está conectado a uma das mãos de um paciente, e o outro terminal a um dos pés, conforme a figura. Ao fixar uma diferença de potencial constante nos terminais do dispositivo, $V=1{,}8\text{ V}$, o corpo do paciente é atravessado por uma corrente de intensidade $500{,}0\ \mu\text{A}$.
Desprezando a resistência elétrica do dispositivo e considerando que os braços e as pernas oferecem, cada um, uma resistência $R$ e o tronco $4R$, ao serem atravessados pela corrente, o valor de $R$, em ohms, é
A)$100$
B)$350$
C)$600$
D)$750$
E)$900$
Gabarito:
C
Resolução
Pelo esquema, a corrente entra por uma das mãos e sai por um dos pés, atravessando um braço ($R$), o tronco ($4R$) e uma perna ($R$), em série:
$R_{eq}=R+4R+R=6R$.
Pela primeira lei de Ohm, com $i=500\ \mu\text{A}=5{,}0\cdot10^{-4}\text{ A}$:
Mecânica — Oscilações — Movimento Harmônico Simples
Um objeto de massa $M$ é conectado a uma das extremidades de uma mola de constante elástica $K$. A outra extremidade da mola é presa a um suporte vertical fixo, e então o objeto começa a oscilar, executando um movimento harmônico simples, livre de atrito. Adotando o ponto em torno do qual o objeto oscila como a origem do sistema de coordenadas, a posição ocupada pelo mesmo muda com o tempo $t$, de acordo com o gráfico apresentado.
Com base nos conhecimentos sobre o movimento harmônico simples e nas informações apresentadas, é correto afirmar que
A)o período da oscilação é igual a $1{,}0\text{ s}$.
B)a frequência da oscilação é de $2{,}0\text{ Hz}$.
C)o oscilador tem a máxima energia cinética no instante $t=1{,}0\text{ s}$
D)a energia mecânica desse oscilador é constante.
E)a energia potencial vale metade da energia mecânica nos instantes que o objeto ocupa a posição $\dfrac{A}{2}$.
Gabarito:
D
Resolução
No gráfico, a posição vai de $+A$ (em $t=0$) a $-A$ (em $t=1{,}0\text{ s}$) e volta a $+A$ em $t=2{,}0\text{ s}$: o período é $T=2{,}0\text{ s}$ e a frequência, $f=\dfrac1T=0{,}5\text{ Hz}$.
Em $t=1{,}0\text{ s}$ o objeto está em $-A$, ponto de inversão do movimento, onde a velocidade é nula e a energia cinética é mínima, enquanto a potencial é máxima.
Em $x=\dfrac A2$ a energia potencial é $E_p=\dfrac12K\left(\dfrac A2\right)^2=\dfrac14\cdot\dfrac{KA^2}{2}$, ou seja, um quarto da energia mecânica, e não metade.
Como o sistema é livre de atrito, só a força elástica (conservativa) realiza trabalho, de modo que a energia mecânica $E=\dfrac{KA^2}{2}$ permanece constante.
Q34
Termologia e Ondulatória — Termômetros, Radiação e Propagação de Calor
Uma tecnologia criada para medir a temperatura de planetas e estrelas, a partir da radiação infravermelha emitida por eles, foi usada como base para um termômetro utilizado atualmente por hospitais e consultórios médicos. O aparelho, chamado de Modelo 7000, começou a ser comercializado em 1991. O termômetro serve para fornecer leitura da temperatura de pessoas, de maneira extremamente rápida e precisa.
Com base nas propriedades físicas associadas aos diferentes tipos de termômetros e nos conhecimentos de Mecânica Ondulatória, é correto afirmar:
A)A radiação infravermelha é uma onda mecânica e não se propaga no vácuo.
B)A radiação ultravioleta tem menor frequência que a infravermelha.
C)Um termômetro de mercúrio usa, como propriedade termométrica, a resistência elétrica do mercúrio e do vidro que o contém.
D)A aferição da temperatura de um corpo com um termômetro de mercúrio demora porque é necessário que o termômetro entre em equilíbrio térmico com este corpo.
E)Radiação e condução térmica são as únicas formas de propagação de calor.
Gabarito:
D
Resolução
A radiação infravermelha é uma onda eletromagnética, que se propaga no vácuo; a ultravioleta tem frequência maior que a infravermelha (no espectro, a frequência cresce do infravermelho ao visível e ao ultravioleta).
No termômetro de mercúrio a propriedade termométrica é o volume (dilatação) do mercúrio, e não a resistência elétrica. A leitura só é correta quando o termômetro atinge o equilíbrio térmico com o corpo, o que leva algum tempo.
Além da radiação e da condução, o calor também se propaga por convecção.
Q35
Eletromagnetismo — Ímãs e Campo Magnético
Um grupo de cientistas dos EUA criou o primeiro ‘ímã líquido’. Ao combinar as propriedades de um líquido com as propriedades magnéticas, as possíveis aplicações são inúmeras. As gotas líquidas magnéticas podem ser guiadas por meio de ímãs externos – o que permitiria "guiar", do lado de fora, medicamentos dentro do corpo humano. Esse procedimento permitiria combater melhor doenças específicas – como o câncer, por exemplo.
Considerando-se as informações e os conhecimentos sobre Eletromagnetismo, é correto afirmar:
A)Partículas paradas, dotadas de carga elétrica, são fontes de campos magnéticos.
B)A intensidade da atração ou da repulsão, dos polos magnéticos de dois ímãs independe da distância dos mesmos.
C)É possível separar os polos magnéticos de um ímã permanente quebrando-o em duas partes, de maneira que cada parte fique com, apenas, um polo magnético.
D)As linhas de campo magnético geradas por ímãs começam no polo sul e terminam no polo norte.
E)Ímãs permanentes mantêm sua magnetização mesmo na ausência de campo magnético externo, mas suas propriedades magnéticas podem sofrer alterações quando aquecidos.
Gabarito:
E
Resolução
Cargas elétricas em repouso geram apenas campo elétrico; o campo magnético é produzido por cargas em movimento. A força entre polos magnéticos diminui com a distância. Os polos de um ímã são inseparáveis: ao quebrá-lo, cada pedaço forma um novo ímã com os dois polos. Fora do ímã, as linhas de campo magnético saem do polo norte e chegam ao polo sul.
Os ímãs permanentes conservam a magnetização sem campo externo, mas o aquecimento acima de certa temperatura (ponto de Curie) altera ou destrói suas propriedades magnéticas.
