Prova Bahiana Medicina 2025.1 — Física com Gabarito e Resolução

Q29

Mecânica — Cinemática — Movimento Uniforme e Conversão de Unidades

Há grandes esforços internacionais na busca por planetas exteriores ao sistema solar, orbitando outras estrelas, que reúnam características parecidas com o planeta Terra, como suas dimensões, composição da superfície, distância à estrela, onde a vida, da forma como a conhecemos, poderia ter se desenvolvido também.

Há cerca de $600$ milhões de quilômetros da Terra, em sua maior aproximação, um dos satélites naturais de Júpiter, chamado de Europa possui uma atmosfera com oxigênio e reúne outras características, incluindo expectativa de existência de água líquida logo abaixo de sua superfície, que poderia ser um ambiente propício para a vida. É fato que esses objetos estão muito distantes de nós e não podemos contar com eles como alternativa para continuação da humanidade. Assim, é imperativo que cuidemos da saúde do planeta Terra em todos os seus níveis de complexidade.

Considere uma nave que viaja à velocidade constante de $20.000\text{ km/h}$ em direção ao ponto onde o satélite Europa estará em sua maior aproximação de nós, ao longo de seu movimento em torno de Júpiter e, junto com esse planeta, movimentando-se em torno do Sol.

É correto afirmar que a quantidade de dias terrestres médios que a nave levaria para chegar no satélite Europa é de, aproximadamente,

A)$200$ dias.

B)$850$ dias.

C)$1250$ dias.

D)$3600$ dias.

E)$7025$ dias.

Gabarito:

Resolução

Em movimento uniforme, $v=\dfrac{\Delta s}{\Delta t}$, logo

$\Delta t=\dfrac{\Delta s}{v}=\dfrac{600\times10^{6}\text{ km}}{2{,}0\times10^{4}\text{ km/h}}=3{,}0\times10^{4}\text{ h}$.

Convertendo para dias, com $1\text{ dia}=24\text{ h}$:

$\Delta t=\dfrac{3{,}0\times10^{4}}{24}\approx1250\text{ dias}$.

Q30

Mecânica — Hidrostática — Pressão Hidrostática na Base de um Recipiente

Em poucas horas, em outubro de 2024, caiu o equivalente a um ano de chuva em algumas áreas da Comunidade Valenciana, provocando grandes enchentes que devastaram cidades inteiras, deixando milhares de pessoas ilhadas. Com as chuvas, cerca de 140 mil pessoas ficaram sem energia e muitas estradas foram fechadas. Em alguns lugares, foram registrados até $445{,}4$ litros de precipitação por metro quadrado.

Disponível em: <https://www.bbc.com/portuguese/>. Acesso em: nov. 2024. Adaptado.

Considere que um recipiente de seção reta uniforme, de área $1{,}0\text{ m}^2$ aberto, e inicialmente vazio, coletou água de chuva, acumulando $400$ litros. Sabendo-se que essa água possui densidade, aproximada, de $10^3\text{ kg/m}^3$, e que o módulo da aceleração da gravidade local é igual a $10\text{ m/s}^2$, é correto afirmar que a pressão hidrostática na base desse recipiente, devido apenas à água proveniente da chuva, é de

A)$120{,}0\text{ Pa}$

B)$400{,}0\text{ Pa}$

C)$1200{,}0\text{ Pa}$

D)$3600{,}0\text{ Pa}$

E)$4000{,}0\text{ Pa}$

Gabarito:

Resolução

O volume de $400$ litros corresponde a $0{,}40\text{ m}^3$. Em um recipiente de seção reta uniforme de área $A=1{,}0\text{ m}^2$, a altura da coluna de água é

$h=\dfrac{V}{A}=\dfrac{0{,}40}{1{,}0}=0{,}40\text{ m}$.

A pressão hidrostática na base, devido apenas à água, é

$p=\rho\,g\,h=10^{3}\cdot10\cdot0{,}40=4000{,}0\text{ Pa}$.

Q31

Eletricidade — Eletrodinâmica — Resistência Elétrica e Condutividade

A Física dos Materiais para Sustentabilidade é um campo que ganha crescente relevância em tempos de preocupação ambiental e desenvolvimento sustentável. Sob a ótica social, a aplicação desses materiais em tecnologias sustentáveis impacta diretamente a vida das pessoas. Desde a construção de edifícios ecológicos até a fabricação de dispositivos eletrônicos de baixo consumo, a Física dos Materiais está no cerne dessas inovações. Um exemplo de novo material é o grafeno que apresenta propriedades elétricas, térmicas, mecânicas e ópticas excepcionais. A condutividade elétrica, ou inverso da resistividade, do grafeno pode atingir $2\cdot10^{4}\ (\Omega\cdot\text{cm})^{-1}$.

Disponível em: <https://www.vestibulandoweb.com.br/fisica/fisica-dos-materiais-para-sustentabilidade/>. Acesso em: nov. 2024.

Considere um dispositivo de comprimento $4\text{ cm}$ e de área retangular $0{,}5\text{ cm}^2$, constante, composto por uma sobreposição de folhas de grafeno. Ao longo do comprimento dessas folhas, circula uma corrente elétrica devido à ddp de $2{,}0\text{ mV}$ estabelecida entre as extremidades desse dispositivo.

Com base nessas informações e nos conhecimentos de Resistência Elétrica, é correto afirmar que a corrente elétrica que atravessa o dispositivo considerado como ôhmico, tem intensidade igual a

A)$10{,}0\text{ A}$

B)$5{,}0\text{ A}$

C)$2{,}0\text{ A}$

D)$0{,}5\text{ A}$

E)$0{,}1\text{ A}$

Gabarito:

Resolução

A condutividade é $\sigma=\dfrac{1}{\rho}=2\cdot10^{4}\ (\Omega\cdot\text{cm})^{-1}$, portanto $\rho=5\cdot10^{-5}\ \Omega\cdot\text{cm}$.

Pela segunda lei de Ohm, mantendo as unidades em centímetro:

$R=\rho\,\dfrac{L}{A}=5\cdot10^{-5}\cdot\dfrac{4}{0{,}5}=4\cdot10^{-4}\ \Omega$.

Pela primeira lei de Ohm, com $U=2{,}0\text{ mV}=2{,}0\cdot10^{-3}\text{ V}$:

$i=\dfrac{U}{R}=\dfrac{2{,}0\cdot10^{-3}}{4\cdot10^{-4}}=5{,}0\text{ A}$.