Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED
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Unichristus · 2027.1 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Centro Universitário Christus

Processo Seletivo Medicina 2027.1 · Modelo A · Física: Q25–Q29 e Q52 (discursiva) · resolução comentada Método TEF. Gabarito TEF preliminar: o gabarito oficial ainda não foi divulgado.

Q25
Mecânica — Cinemática — Velocidade média em dois trechos

O gráfico a seguir representa a posição de um automóvel em função do tempo durante uma viagem por uma rodovia retilínea. O movimento é dividido em dois trechos consecutivos. No primeiro trecho, o veículo move-se com velocidade constante de 60 km/h. No segundo trecho, move-se com velocidade constante de 90 km/h.

Gráfico da posição em função do tempo, com dois trechos retilíneos: o primeiro vai de 0 até d em t₁ e o segundo de d até 2d em t₂

Qual é a velocidade média do automóvel em todo o percurso?

A)68 km/h
B)72 km/h
C)75 km/h
D)78 km/h
E)80 km/h

Gabarito TEF preliminar — Unichristus 2027.1

B
Resolução comentada

Pelo gráfico, cada trecho percorre a mesma distância d. O tempo gasto em cada um é:

$$\Delta t_1=\frac{d}{60}$$

$$\Delta t_2=\frac{d}{90}$$

O tempo total é:

$$\Delta t=\frac{d}{60}+\frac{d}{90}=\frac{3d+2d}{180}=\frac{d}{36}$$

O deslocamento total é 2d. Logo, a velocidade média é:

$$v_m=\frac{2d}{d/36}=72\text{ km/h}$$

A média aritmética, (60 + 90)/2 = 75 km/h, só valeria se os dois trechos durassem o mesmo tempo. Aqui o carro passa mais tempo na velocidade menor, e por isso a média fica abaixo de 75 km/h.

Q26
Mecânica — Cinemática — Aceleração centrípeta na centrífuga

Em laboratórios de análises clínicas, a centrífuga é utilizada para separar os elementos figurados do sangue. Ao girar em alta velocidade, os tubos são submetidos a uma grande aceleração centrípeta, fazendo que os componentes mais densos, como hemácias, leucócitos e plaquetas, concentrem-se no fundo do tubo, o que permite a separação do plasma. Para que a separação ocorra adequadamente, os tubos devem ser posicionados a uma distância do eixo de rotação, de modo que a aceleração centrípeta seja de, no mínimo, 3 600 m/s$^2$.

Centrífuga aberta com tubos inclinados, o raio R indicado a partir do eixo de rotação e o visor com ω = 300 rad/s

O valor mínimo de R para que ocorra a separação adequada dos elementos figurados do sangue é

A)0,01 m.
B)0,02 m.
C)0,04 m.
D)0,08 m.
E)0,12 m.

Gabarito TEF preliminar — Unichristus 2027.1

C
Resolução comentada

A aceleração centrípeta de um corpo em movimento circular, com velocidade angular ω, a uma distância R do eixo é:

$$a_c=\omega^2R$$

A figura informa que a centrífuga gira com ω = 300 rad/s, e a aceleração exigida é de, no mínimo, 3 600 m/s²:

$$\omega^2R\geq3600$$

Isolando R:

$$R\geq\frac{3600}{300^2}=\frac{3600}{90000}$$

$$R\geq0{,}04\text{ m}$$

Como a aceleração cresce com R, o menor raio que garante a separação adequada é 0,04 m.

Q27
Ondulatória — Fenômenos Ondulatórios — Reflexão do som (eco)

Em ambientes com pouca iluminação, os morcegos conseguem se orientar e localizar pequenos animais por meio da ecolocalização. Nesse processo, o animal emite ondas sonoras que se propagam pelo ambiente, atingem diferentes objetos e retornam aos seus ouvidos.

O fenômeno ondulatório que possibilita o retorno descrito no texto é a

A)polarização da onda sonora ao atingir um objeto.
B)refração do som ao se propagar pelo mesmo meio.
C)reflexão da onda sonora ao encontrar um obstáculo.
D)transformação da onda sonora em onda eletromagnética.
E)dispersão do som provocada pela ausência de iluminação.

Gabarito TEF preliminar — Unichristus 2027.1

C
Resolução comentada

O texto descreve ondas sonoras que são emitidas, atingem objetos e voltam ao morcego. O retorno de uma onda ao meio de onde veio, ao encontrar um obstáculo, é a reflexão. É o mesmo fenômeno do eco.

Vale analisar por que os outros fenômenos não cabem. A polarização só ocorre em ondas transversais, e o som no ar é longitudinal. A refração é a mudança de direção ao passar de um meio para outro, e aqui o som permanece no mesmo meio. O som é uma onda mecânica e não se converte em onda eletromagnética. A dispersão separa componentes de uma onda por velocidades diferentes no meio, e não depende da iluminação do ambiente.

Q28
Mecânica — Hidrostática — Pressão em líquidos imiscíveis

Em uma refinaria, um tanque cilíndrico vertical é utilizado para armazenar, em repouso, dois líquidos imiscíveis: uma camada de óleo, menos denso, e uma camada de água, mais densa, conforme a figura. O tanque é aberto à atmosfera e possui um sensor de pressão instalado no ponto P, no fundo do tanque, que monitora a pressão para controle de segurança do sistema. As densidades dos líquidos e as alturas das respectivas camadas estão indicadas na figura. Considere a aceleração da gravidade g = 10 m/s$^2$ e a pressão atmosférica $p_{atm}$ = 1,0 $\cdot$ 10$^5$ Pa.

Tanque cilíndrico aberto à atmosfera com camada de óleo (800 kg/m³, 3 m) sobre camada de água (1 000 kg/m³, 5 m) e o ponto P no fundo

A pressão absoluta medida pelo sensor no ponto P é igual a

A)$0{,}74\cdot10^5\text{ Pa}$
B)$1{,}24\cdot10^5\text{ Pa}$
C)$1{,}50\cdot10^5\text{ Pa}$
D)$1{,}70\cdot10^5\text{ Pa}$
E)$1{,}74\cdot10^5\text{ Pa}$

Gabarito TEF preliminar — Unichristus 2027.1

E
Resolução comentada

No ponto P, a pressão absoluta é a pressão atmosférica somada à pressão de cada coluna de líquido acima dele, pela lei de Stevin:

$$p_P=p_{atm}+\rho_{oleo}\,g\,h_{oleo}+\rho_{agua}\,g\,h_{agua}$$

Coluna de óleo:

$$\rho_{oleo}\,g\,h_{oleo}=800\cdot10\cdot3=24\,000\text{ Pa}$$

Coluna de água:

$$\rho_{agua}\,g\,h_{agua}=1000\cdot10\cdot5=50\,000\text{ Pa}$$

Somando as três parcelas:

$$p_P=1{,}0\cdot10^5+0{,}24\cdot10^5+0{,}50\cdot10^5$$

$$p_P=1{,}74\cdot10^5\text{ Pa}$$

As alternativas incompletas correspondem a esquecer uma parcela: sem a pressão atmosférica o valor é 0,74·10⁵ Pa; só com o óleo, 1,24·10⁵ Pa; só com a água, 1,50·10⁵ Pa.

Q29
Óptica — Reflexão e Espelhos — Espelho côncavo e imagem virtual ampliada

Em procedimentos odontológicos, algumas regiões dos dentes são difíceis de observar diretamente devido à sua posição e às pequenas dimensões das estruturas examinadas. Para facilitar a inspeção, o dentista aproxima um pequeno espelho da região que deseja analisar, obtendo uma visualização mais adequada dos detalhes da superfície dentária.

Para cumprir essa finalidade, o dentista deve utilizar um espelho

A)côncavo, posicionando o dente entre o foco e o espelho.
B)côncavo, posicionando o dente além do centro de curvatura.
C)convexo, mantendo o dente próximo à superfície do espelho.
D)plano, mantendo o dente a qualquer distância de sua superfície.
E)côncavo, posicionando o dente entre o foco e o centro de curvatura.

Gabarito TEF preliminar — Unichristus 2027.1

A
Resolução comentada

O dentista quer ver os detalhes do dente com mais clareza. Para isso, a imagem no espelho deve ser maior que o objeto e direita, de modo que se possa observá-la diretamente, como num espelho comum.

Entre os espelhos esféricos, só o côncavo amplia. Isso acontece quando o objeto está entre o foco e o vértice do espelho: a imagem é virtual, direita e maior que o objeto.

Os demais casos não servem. O espelho convexo sempre forma imagem virtual menor. O espelho plano forma imagem do mesmo tamanho. Com o objeto além do centro de curvatura, a imagem do côncavo é real, invertida e menor. Entre o foco e o centro de curvatura, é real, invertida e maior, mas se forma à frente do espelho, e não serve para olhar o dente por reflexão.

Portanto, o espelho adequado é o côncavo, com o dente entre o foco e o espelho.

Q52
Mecânica — Quantidade de Movimento — Conservação do momento e terceira lei de Newton

Dois barcos idênticos, flutuando em um lago, possuem uma ventoinha e uma placa curva fixadas à estrutura de cada embarcação. As ventoinhas são idênticas e, nas condições consideradas, produzem inicialmente jatos de ar com a mesma vazão mássica* e a mesma velocidade. Despreze a resistência da água ao movimento dos barcos.

No barco A, a ventoinha sopra o ar contra a placa curva, que redireciona o fluxo predominantemente para trás, embora parte dele seja desviada para as laterais. No barco B, a ventoinha é invertida e lança o ar diretamente para trás, sem que o jato atinja a placa. Os dois barcos partem do repouso e se deslocam para a direita.

*Quantidade de massa de um fluido que passa por uma seção transversal por unidade de tempo

Barco A, com a ventoinha voltada para a placa curva, e barco B, com a ventoinha invertida lançando o ar para trás

Explique, em um texto de três a seis linhas e sem realizar cálculos, qual dos barcos atingirá a maior velocidade no mesmo intervalo de tempo. Fundamente sua resposta com o princípio da conservação da quantidade de movimento e com a Terceira Lei de Newton.

Resposta esperada — Unichristus 2027.1

Barco B
Resolução comentada

Resposta esperada: o barco B atinge a maior velocidade.

Resposta-modelo. Despreze a resistência da água: barco e ar formam um sistema sem forças externas horizontais, e a quantidade de movimento total, inicialmente nula, se conserva. A quantidade de movimento que o barco ganha para frente é, portanto, igual à que o ar leva para trás. No barco B, a ventoinha lança todo o ar para trás e, pela terceira lei, o ar empurra o barco para frente. No barco A, a ventoinha lança o ar para frente e o ar empurra o barco para trás; a placa curva devolve parte desse efeito ao redirecionar o fluxo para trás, mas, como parte do ar escapa para as laterais, o ar sai para trás com menos quantidade de movimento do que em B. Assim, o barco A ganha menos quantidade de movimento para frente e fica mais lento.

Comentário. A placa não cria quantidade de movimento: ela apenas desfaz a reação sofrida pela ventoinha. No limite ideal, em que todo o jato fosse redirecionado para trás com a mesma velocidade, o barco A igualaria o B, mas nunca o superaria. Com perda lateral, o resultado é pior.

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