Acervo de Física · Medicina

UniFG-BA 2016.1

Faculdade Guanambi · Medicina

10 questões de Física · Aplicação em 20/12/2015

Q21
Análise dimensional

Uma grandeza física de natureza mecânica pode ser expressa em função das três grandezas fundamentais, em que M é o símbolo da dimensão massa, L, o da dimensão comprimento e T, o da dimensão tempo, obtendo-se, assim, a equação dimensional da grandeza.

Considerando-se a grandeza Y dada pela expressão Y = K m2/(v2t4), em que Y é uma força, K é uma constante, m é a massa, v é a velocidade e t é o tempo, pode-se afirmar que a unidade da constante K, no SI, é dada por

01)m2/kg
02)kg.m/s
03)kg2/m.s
04)m3/kg
05)m.s2/kg

Gabarito Consultec incluído no PDF da edição 2016.1.

04

Resolução

A unidade de K resulta da expressão isolada.

\[K=\frac{Yv^2t^4}{m^2}\]

Substituímos apenas as unidades fundamentais.

\[[K]=\frac{(kg\,m\,s^{-2})(m^2s^{-2})s^4}{kg^2}\]
\[[K]=m^3/kg\]

Alternativa correta: 04.

Q22
Força média e impulso

A segunda lei de Newton pode ser usada para estimar as forças no corpo humano quando esse colide com alguma coisa.

Uma pessoa, andando a 1,2m/s, colide a cabeça contra uma barra de concreto.

Considerando-se que a massa da cabeça é igual a 2,8kg e que para em 1,4ms, pode-se afirmar que a força, atuando sobre a cabeça, tem intensidade, em kN, igual a

01)2,4
02)2,3
03)2,2
04)2,1
05)2,0

Gabarito Consultec incluído no PDF da edição 2016.1.

01

Resolução

O cálculo fornece a intensidade média da força resultante durante a parada.

\[\Delta t=1{,}4\times10^{-3}\,s\]
\[|F_m|=\frac{m|\Delta v|}{\Delta t}\]
\[|F_m|=\frac{2{,}8\times1{,}2}{1{,}4\times10^{-3}}\]
\[|F_m|=2400\,N\]
\[|F_m|=2{,}4\,kN\]

Alternativa correta: 01.

Q23
Conversão Celsius–Fahrenheit

Os seres vivos produzem calor em todo processo biológico, perdendo ou conservando parte desse calor para regular sua temperatura. Um adulto sofre uma insolação, provocada por uma grande elevação de sua temperatura corporal, que atinge o valor de 42 °C.

Com base nessas informações, é correto afirmar que essa temperatura corresponde a uma indicação, na escala Fahrenheit, igual a

01)99,7
02)107,6
03)109,5
04)112,6
05)118,2

Gabarito Consultec incluído no PDF da edição 2016.1.

02

Resolução

Aplicamos a relação entre as escalas.

\[T_F=\frac95T_C+32\]
\[T_F=\frac95\times42+32\]
\[T_F=107{,}6\,^{\circ}F\]

Alternativa correta: 02.

Q24
Pressão e força sobre uma área

O disco na coluna vertebral pode suportar uma pressão média de 11,0N/mm2 antes de romper.

Considerando-se que a seção transversal de um disco é, aproximadamente, igual 9,8cm2, pode-se afirmar que a intensidade da força máxima suportada, imediatamente, antes que a ruptura ocorra, em kN, é igual a

01)12,43
02)11,2
03)10,78
04)9,75
05)8,84

Gabarito Consultec incluído no PDF da edição 2016.1.

03

Resolução

Usamos a mesma unidade de área presente na pressão.

\[A=9{,}8\times100\,mm^2\]
\[A=980\,mm^2\]

A força máxima corresponde à pressão limite.

\[F=pA\]
\[F=11{,}0\times980\,N\]
\[F=10780\,N\]
\[F=10{,}78\,kN\]

Alternativa correta: 03.

Q25
Trabalho em diagrama p–V e primeira lei
Diagrama p por V: A (2,6), B (8,6), C (10,2) e D (2,2), com pressão em 10⁵ Pa e volume em 10⁻³ m³.

Os organismos vivos são sistemas abertos, pois trocam energia e matéria com o meio ambiente, sofrendo várias transformações. A figura representa uma transformação ABCD sofrida por um gás ideal.

Sabendo-se que o calor recebido pelo sistema do meio ambiente foi de 3,2kJ, é correto afirmar que a variação de energia interna sofrida, em kJ, é igual a

01)0,8
02)0,7
03)0,6
04)0,5
05)0,4

Gabarito Consultec incluído no PDF da edição 2016.1.

05

Resolução

O trabalho é a área orientada sob cada trecho; em BC usamos a pressão média.

\[W_{AB}=6\times10^5(8-2)\times10^{-3}\]
\[W_{AB}=3600\,J\]
\[W_{BC}=\frac{6+2}{2}\times10^5(10-8)\times10^{-3}\]
\[W_{BC}=800\,J\]

Em CD há compressão à pressão constante.

\[W_{CD}=2\times10^5(2-10)\times10^{-3}\]
\[W_{CD}=-1600\,J\]
\[W=3600+800-1600\]
\[W=2800\,J\]

Com trabalho positivo quando realizado pelo gás:

\[\Delta U=Q-W\]
\[\Delta U=3200-2800\]
\[\Delta U=400\,J\]
\[\Delta U=0{,}4\,kJ\]

Alternativa correta: 05.

Q26
Potência e aquecimento da água

Todas as atividades do corpo humano envolvem trocas de energia e, mesmo estando em repouso, continua-se gastando energia a uma taxa de cerca de 0,1kW para a manutenção de suas principais funções.

Desprezando-se a perda da energia para o meio ambiente, considerando-se 1cal igual a 4,0J e sabendo-se que o calor específico da água é igual a 1,0cal/g. °C, pode-se afirmar que a temperatura final, em °C, de um sistema constituído com massa de água de 2,0kg, a 20 °C, quando aquecida com a energia equivalente àquela gasta por uma pessoa que permanece deitada por 0,5h é igual a

01)36,3
02)39,4
03)40,6
04)42,5
05)46,8

Gabarito Consultec incluído no PDF da edição 2016.1.

04

Resolução

Primeiro calculamos a energia disponível.

\[t=0{,}5\times3600\,s\]
\[t=1800\,s\]
\[Q=Pt\]
\[Q=100\times1800\]
\[Q=180000\,J\]

O calor específico informado equivale a 4000 J/(kg·°C).

\[c=4000\,J/(kg\,^{\circ}C)\]
\[\Delta T=\frac{Q}{mc}\]
\[\Delta T=\frac{180000}{2\times4000}\]
\[\Delta T=22{,}5\,^{\circ}C\]
\[T_f=20+22{,}5\]
\[T_f=42{,}5\,^{\circ}C\]

Alternativa correta: 04.

Q27
Energia dissipada por efeito Joule

A resistência oferecida pela parte interna do corpo, constituída pelo sangue, músculos e demais tecidos é, em média, igual a 400,0Ω . Se essa parte do corpo de uma pessoa for submetida a uma ddp de 220,0V, durante um intervalo de tempo de 4,0s, a energia calorífica liberada pelo corpo, em kJ, é igual a

01)0,397
02)0,484
03)0,515
04)0,620
05)0,719

Gabarito Consultec incluído no PDF da edição 2016.1.

02

Resolução

Para a resistência e a tensão dadas:

\[P=\frac{U^2}{R}\]
\[P=\frac{220^2}{400}\]
\[P=121\,W\]

Multiplicando pelo tempo:

\[E=Pt\]
\[E=121\times4\]
\[E=484\,J\]
\[E=0{,}484\,kJ\]

Alternativa correta: 02.

Q28
Lei de Coulomb

As forças produzidas pelos músculos são causadas por cargas elétricas que atraem cargas elétricas opostas, demonstrando que o controle dos músculos é principalmente elétrico.

Considerando-se duas partículas carregadas com cargas elétricas, respectivamente, iguais a 2µC e − 4µC, localizadas no vácuo, de constante eletrostática igual a 9,0.109N.m2C-2, e distantes uma da outra de 6,0mm, pode-se afirmar que elas se atraem com uma força de intensidade, em kN, igual a

01)2,8
02)2,6
03)2,4
04)2,2
05)2,0

Gabarito Consultec incluído no PDF da edição 2016.1.

05

Resolução

As cargas têm sinais opostos; a força é atrativa.

\[F=k\frac{|q_1q_2|}{r^2}\]
\[F=9\times10^9\frac{(2\times10^{-6})(4\times10^{-6})}{(6\times10^{-3})^2}\]
\[F=2000\,N\]
\[F=2{,}0\,kN\]

Alternativa correta: 05.

Q29
Aceleração em campo elétrico uniforme

O corpo humano é capaz de gerar campos elétricos, e o coração, de gerar correntes elétricas que percorrem o tecido muscular do coração, resultando em seu funcionamento.

Sabendo-se que uma partícula eletrizada positivamente com carga igual a 2µC, ao ser abandonada na região entre duas placas condutoras e paralelas no vácuo, separadas por uma distância de 20,0cm e submetidas a ddp de 15,0V, adquire uma aceleração de módulo igual a 5,0.10-2m/s2.

Nessas condições, a massa dessa partícula é igual, em g, a

01)3,0
02)3,5
03)4,0
04)4,5
05)5,0

Gabarito Consultec incluído no PDF da edição 2016.1.

01

Resolução

Desprezando efeitos de borda, o campo entre as placas é uniforme.

\[E=\frac{U}{d}\]
\[E=\frac{15}{0{,}20}\]
\[E=75\,N/C\]

A força elétrica fornece a aceleração considerada.

\[ma=qE\]
\[m=\frac{qE}{a}\]
\[m=\frac{2\times10^{-6}\times75}{5\times10^{-2}}\]
\[m=3\times10^{-3}\,kg\]
\[m=3{,}0\,g\]

Alternativa correta: 01.

Q30
Campos magnéticos e interação entre correntes

É conhecida a influência que o campo magnético terrestre exerce sobre todos os organismos vivos (humanos, animais e vegetais), estando o desenvolvimento da vida indissoluvelmente ligado às radiações magnéticas. Com base nos conhecimentos sobre o Eletromagnetismo, analise as afirmativas e marque com V as verdadeiras e com F, as falsas.

( ) Um fio longo e reto, percorrido por uma corrente elétrica constante, gera um campo magnético de intensidade B a uma distância de 15,0cm e um campo magnético de intensidade 3B a uma distância de 5,0cm.

( ) Se, no interior de um solenoide, for colocado um núcleo de ferro, o campo magnético se torna mais fraco.

( ) A força de origem magnética que dois fios retilíneos exercem um sobre o outro é atrativa e proporcional à intensidade da corrente que os percorre.

( ) Uma bobina chata constituída de 10 espiras circulares de raio igual a 20,0cm e percorrida por uma corrente de $\frac{2}{\pi}$ A apresenta, em seu centro, um campo magnético de intensidade igual a 20µT, sendo a permeabilidade magnética do meio, µ0, igual a 4π.10−7T.m/A. A alternativa que contém a sequência correta, de cima para baixo, é a

01)V F V F
02)V V F F
03)V F F V
04)F V V F
05)F F V V

Gabarito Consultec incluído no PDF da edição 2016.1.

03

Resolução

Na primeira afirmação, o campo do fio é inversamente proporcional à distância.

\[\frac{B(5\,cm)}{B(15\,cm)}=\frac{15}{5}\]
\[B(5\,cm)=3B\]

A primeira é verdadeira. A segunda é falsa: o núcleo ferromagnético aumenta o campo no modelo usual. A terceira é falsa como afirmação geral: correntes de mesmo sentido se atraem e de sentidos opostos se repelem; a força depende do produto das correntes.

Para a bobina circular de dez espiras:

\[B_c=\frac{\mu_0NI}{2R}\]
\[B_c=\frac{(4\pi\times10^{-7})\times10\times(2/\pi)}{2\times0{,}20}\]
\[B_c=2\times10^{-5}\,T\]
\[B_c=20\,\mu T\]

A quarta é verdadeira. A sequência é V, F, F, V.

Alternativa correta: 03.

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