Um estudo realizado pela USP, de Ribeirão Preto, provou que caminhar durante, aproximadamente, 40 minutos é capaz de reduzir a pressão arterial durante 24 horas após o término do exercício. Considere-se uma pessoa que caminha com velocidade de módulo igual a 3,0 km/h nos primeiros 20 minutos e o restante do tempo caminha com velocidade de módulo igual a 2,0 km/h. Nessas condições, a velocidade escalar média desenvolvida durante a caminhada, em m/s, é de, aproximadamente,
Os dois trechos duram o mesmo tempo. Nesse caso, a velocidade média é a média aritmética das velocidades
$$v_m=\frac{3+2}{2}=2{,}5\ \mathrm{km/h}$$
Para passar de km/h para m/s, dividimos por 3,6
$$v_m=\frac{2{,}5}{3{,}6}\approx0{,}69\ \mathrm{m/s}\approx0{,}7\ \mathrm{m/s}$$
Alternativa correta: B
Considere uma caixa contendo equipamentos de alta sensibilidade, colocada sobre uma grande balança de mola e mantida imóvel em relação a ela com fitas aderentes. O conjunto desliza para baixo com velocidade constante sobre uma rampa inclinada de 37 ° em relação à horizontal. O módulo da aceleração da gravidade é 10 $\mathrm{m/s^2}$, a massa do conjunto é 15,0 kg, $\cos37°=0{,}8$ e $\sin37°=0{,}6$. O coeficiente de atrito dinâmico entre a superfície da caixa e a rampa é igual a
Como a velocidade é constante, a força resultante é nula. O atrito equilibra a componente do peso paralela à rampa
$$f_{\mathrm{at}}=mg\sin37°,\qquad N=mg\cos37°$$
$$\mu=\frac{f_{\mathrm{at}}}{N}=\frac{\sin37°}{\cos37°}=\frac{0{,}6}{0{,}8}=0{,}75$$
Alternativa correta: D
Considere uma caixa contendo equipamentos de alta sensibilidade, colocada sobre uma grande balança de mola e mantida imóvel em relação a ela com fitas aderentes. O conjunto desliza para baixo com velocidade constante sobre uma rampa inclinada de 37 ° em relação à horizontal. O módulo da aceleração da gravidade é 10 $\mathrm{m/s^2}$, a massa do conjunto é 15,0 kg, $\cos37°=0{,}8$ e $\sin37°=0{,}6$. Sabendo-se que a constante elástica da mola da balança é igual a 500,0 N/m, a energia potencial elástica armazenada na mola é igual, em J, a
A balança comprime sua mola na direção perpendicular à rampa. Assim, a força elástica equilibra a componente normal do peso
$$F_{\mathrm{el}}=N=mg\cos37°=15\cdot10\cdot0{,}8=120\ \mathrm{N}$$
$$x=\frac{F_{\mathrm{el}}}{k}=\frac{120}{500}=0{,}24\ \mathrm{m}$$
$$E_{\mathrm{el}}=\frac{kx^2}{2}=\frac{500\cdot0{,}24^2}{2}=14{,}4\ \mathrm{J}$$
Alternativa correta: C
Considere um atleta com massa de 80,0 kg que pratica 4,0 h de atividade física diariamente, subindo uma escada com velocidade média de módulo 0,25 m/s em um local onde o módulo da aceleração da gravidade é de 10 $\mathrm{m/s^2}$. Admitindo-se 1 cal é igual a 4,0 J e a eficiência do corpo humano na realização do trabalho mecânico igual a 25%, é correto afirmar que a energia que deve ser consumida diariamente para realização dessa atividade, em kcal, é igual a
O trabalho mecânico por segundo é a potência necessária para subir contra a gravidade
$$P_{\mathrm{mec}}=mgv=80\cdot10\cdot0{,}25=200\ \mathrm{W}$$
$$W=P_{\mathrm{mec}}\Delta t=200\cdot4\cdot3600=2{,}88\cdot10^6\ \mathrm{J}$$
Somente 25% da energia consumida vira trabalho mecânico. Portanto, o consumo é quatro vezes maior
$$E_{\mathrm{cons}}=\frac{W}{\eta}=\frac{2{,}88\cdot10^6}{0{,}25}=11{,}52\cdot10^6\ \mathrm{J}$$
$$E_{\mathrm{cons}}=\frac{11{,}52\cdot10^6}{4000}=2880\ \mathrm{kcal}$$
Alternativa correta: E
O princípio de funcionamento de uma seringa, utilizada para injetar medicamentos líquidos, tem como base
Ao empurrar o êmbolo, aplicamos uma força sobre uma área e aumentamos a pressão do líquido
$$\Delta p=\frac{F}{A}$$
Pelo princípio de Pascal, esse acréscimo de pressão se transmite pelo líquido confinado. A diferença de pressão em relação ao exterior faz o medicamento escoar pela agulha
Alternativa correta: C
O ouvido humano tem um limite de audição, em decibéis. Para valores entre 0 dB e 60 dB, tem uma audição normal. De 60 dB a 100 dB, a sensação é de incômodo e perde a capacidade de distinguir sons diferentes. De 100 dB a 150 dB, a sensação é dolorosa. Acima de 150 dB, a perda de sensibilidade auditiva atinge o máximo, acompanhada de dor aguda. Para valores acima de 200 dB, ocorrerá o rompimento do tímpano — membrana que separa o ouvido externo e médio —, responsável pela audição, devido à sua vibração. Sabendo-se que a menor intensidade sonora audível ou limiar de audibilidade possui intensidade $I_{0}$ igual a $10^{–12}$$\mathrm{W/m^2}$, o nível sonoro de intensidade igual a $10^{–3}$$\mathrm{W/m^2}$ pode causar no ouvido humano
O nível sonoro usa uma escala logarítmica. Comparamos a intensidade recebida com o limiar de audibilidade
$$\beta=10\log_{10}\left(\frac{I}{I_0}\right)=10\log_{10}\left(\frac{10^{-3}}{10^{-12}}\right)=10\cdot9=90\ \mathrm{dB}$$
Segundo os intervalos fornecidos pelo enunciado, 90 dB está entre 60 e 100 dB: a sensação indicada é de incômodo
Alternativa correta: B
Vários defeitos de visão devem-se à desarmonia entre o sistema óptico do olho e seu comprimento axial. A correção das ametropias é feita por meio da utilização de lentes convergentes ou divergentes. As lentes utilizadas para correção das ametropias devem ter uma distância focal que coincida com o ponto remoto do olho em questão. A imagem que a lente corretora fornece de um objeto situado no infinito deve ser formada no ponto remoto do globo ocular. Com base nessas informações, analise as afirmativas e, em seguida, marque com V as verdadeiras e com F, as falsas.
( ) Um dos focos da lente coincide com o ponto remoto do olho.
( ) Um olho míope necessita de lentes convergentes para ser corrigido.
( ) A vergência da lente para um olho míope cujo ponto remoto está a 50,0 cm é igual a 2 di.
( ) A vergência da lente para um olho hipermetrope com ponto próximo a 125,0 cm é igual a 3,2 di.
A alternativa que contém a sequência correta, de cima para baixo, é a
Para observar um objeto distante, a lente corretora deve formar sua imagem no ponto remoto do olho. A primeira afirmação é verdadeira nesse contexto. A miopia é corrigida por lentes divergentes; a segunda é falsa
Para o míope com ponto remoto a 50 cm, a imagem precisa ser virtual. A distância focal e a vergência são negativas
$$f=-0{,}50\ \mathrm{m}\quad\Rightarrow\quad C=\frac{1}{f}=-2\ \mathrm{di}$$
Logo, a terceira afirmação também é falsa. Para o hipermetrope, adotamos a distância de leitura convencional de 25 cm; a lente deve formar imagem virtual no ponto próximo de 125 cm
$$C=\frac{1}{0{,}25}+\frac{1}{-1{,}25}=4-0{,}8=3{,}2\ \mathrm{di}$$
Sequência: V – F – F – V. A referência genérica ao ponto remoto no texto inicial se aplica à correção para objetos distantes; a última afirmação trata da visão de perto
Alternativa correta: D
Uma pesquisa realizada por uma equipe internacional em uma Faculdade de Medicina do Rio Grande do Sul concluiu que o consumo diário de duas ou mais xícaras de café pode ajudar a evitar o diabete tipo 2. Uma pessoa pretende consumir, diariamente, duas xícaras de café. Para tanto 300,0 mL de água de densidade 1,0 $\mathrm{g/cm^3}$ é aquecida de 25 °C até 85 °C por meio de aquecedor de imersão associado a um gerador de força eletromotriz 120,0 V e resistência interna de 5,0 Ω. Sabendo-se que se o gerador lançar a potência máxima para o circuito e admitindo-se que o calor específico da água é igual a 4,0 $\mathrm{J/(g\,°C)}$, o intervalo de tempo necessário para o aquecimento da água, em min, seria de, aproximadamente,
O gerador entrega potência máxima ao aquecedor quando a resistência externa é igual à resistência interna
$$R=r=5\ \Omega,\qquad i=\frac{\varepsilon}{R+r}=\frac{120}{10}=12\ \mathrm{A}$$
$$P_{\mathrm{aquec}}=Ri^2=5\cdot12^2=720\ \mathrm{W}$$
Os 300 mL de água têm massa de 300 g. O calor necessário para elevar a temperatura em 60 °C é
$$Q=mc\Delta T=300\cdot4\cdot(85-25)=72000\ \mathrm{J}$$
$$t=\frac{Q}{P}=\frac{72000}{720}=100\ \mathrm{s}\approx1{,}7\ \mathrm{min}$$
Alternativa correta: A
A radiação eletromagnética é uma fonte de energia que pode influenciar o funcionamento de tecidos biológicos. Estudos realizados na universidade de Colúmbia revelaram que a terapia por polos magnéticos, conhecidos por TMS, que se trata de uma técnica utilizada para induzir uma interrupção de curta duração de uma atividade normal numa área relativamente restrita ao cérebro altera rapidamente um campo magnético forte perto da área de interesse de tratamento. Com base nos conhecimentos sobre o eletromagnetismo, o campo magnético utilizado na terapia com polos magnéticos, considerados com polaridades magnéticas invariáveis, pode ser gerado por
A banca indica a bobina percorrida por corrente contínua constante. Nesse caso, a intensidade e o sentido do campo permanecem constantes
$$B=Ki$$
Para uma bobina de geometria fixa, K depende da geometria e do meio; assim, o campo acompanha a corrente
As opções com corrente alternada invertem periodicamente a polaridade do campo
Ressalva do enunciado: polaridade invariável não exige intensidade constante. Uma corrente contínua variável, como a da alternativa A, também pode preservar a polaridade e variar o campo. Além disso, a estimulação magnética transcraniana descrita no texto requer um campo variável. Portanto, o gabarito B deve ser lido com essa limitação; a formulação não distingue as opções de modo rigoroso
Alternativa indicada pela banca: B
A figura representa a associação de capacitores de um trecho do circuito de um desfibrilador, utilizado para armazenar cargas elétricas e liberá-las na aplicação do choque. Sabendo que a tensão entre A e B é $\Delta V$ e que os capacitores são idênticos, cada um de capacitância $C$, analise as afirmativas e marque V para as verdadeiras e F para as falsas.
( ) A capacitância equivalente é $6C$.
( ) A carga armazenada no desfibrilador é $\dfrac{11C\Delta V}{6}$.
( ) A energia armazenada no desfibrilador é $\dfrac{11C(\Delta V)^2}{12}$.
( ) A carga no capacitor $C_3$ é igual à metade da carga no capacitor $C_1$.
A alternativa que contém a sequência correta, de cima para baixo, é a
Há três ramos em paralelo. No ramo superior, dois capacitores iguais estão em série; no inferior, três; no central, apenas um
$$C_{\mathrm{sup}}=\frac C2,\qquad C_{\mathrm{cent}}=C,\qquad C_{\mathrm{inf}}=\frac C3$$
$$C_{\mathrm{eq}}=\frac C2+C+\frac C3=\frac{11C}{6}$$
A primeira afirmação é falsa. Para o conjunto
$$Q=C_{\mathrm{eq}}\Delta V=\frac{11C\Delta V}{6}$$
$$E=\frac{C_{\mathrm{eq}}(\Delta V)^2}{2}=\frac{11C(\Delta V)^2}{12}$$
A segunda e a terceira são verdadeiras. No ramo central, toda a tensão atua sobre o capacitor; no superior, cada capacitor recebe metade da tensão
$$Q_3=C\Delta V,\qquad Q_1=C\frac{\Delta V}{2}\quad\Rightarrow\quad Q_3=2Q_1$$
A quarta é falsa. Sequência: F – V – V – F
Alternativa correta: E