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Unifor 2024.1 — MED — Física com gabarito e resolução comentada

Universidade de Fortaleza

Prova de Física do Processo Seletivo de Medicina 2024.1, com resolução comentada pelo Método TEF.

Q16
Lâmpadas em associação
Um cearense, retornando para sua terra natal após muitos anos morando em São Paulo, aluga uma casa em Fortaleza e decide ligar diretamente à rede da concessionária suas lâmpadas trazidas do Sudeste brasileiro, projetadas e fabricadas para serem usadas em redes de 110V, cujas potências são respectivamente 40W, 40W e 80W. Seu vizinho o alerta que as lâmpadas incandescentes não terão seu brilho normal se forem ligadas convencionalmente em sua nova casa. Como o viajante deve ligar as lâmpadas em seu circuito para que as mesmas apresentem seu brilho normal e quais as correntes que passam pelos filamentos nesta situação, respectivamente? (A) As lâmpadas de 40W devem ser ligadas em paralelo, e a de 80W em série com a de 40W. A corrente que irá passar no filamento das lâmpadas de 40W será 0,36 A e na de 80W será 0,73 A. (B) As 3 lâmpadas devem ser ligadas em série. A corrente que irá passar em todos os filamentos será de 0,73 A. (C) As 3 lâmpadas devem ser ligadas em paralelo. A corrente que irá passar no filamento das lâmpadas de 40W será 0,18 A e na de 80W será 0,36 A. (D) As lâmpadas de 40W devem ser ligadas em série e a de 80W em paralelo com as de 40W. A corrente que irá passar em todos os filamentos será 0,36 A. (E) As 3 lâmpadas devem ser ligadas em série. A corrente que irá passar em todos os filamentos será de 0,36 A. 14
Questão 16 de Unifor Medicina 2024.1: Lâmpadas em associação — enunciado, figura e alternativas originais

Escolha sua resposta:

A)As lâmpadas de 40W devem ser ligadas em paralelo, e a de 80W em série com a de 40W. A corrente que irá passar no filamento das lâmpadas de 40W será 0,36 A e na de 80W será 0,73 A.
B)As 3 lâmpadas devem ser ligadas em série. A corrente que irá passar em todos os filamentos será de 0,73 A.
C)As 3 lâmpadas devem ser ligadas em paralelo. A corrente que irá passar no filamento das lâmpadas de 40W será 0,18 A e na de 80W será 0,36 A.
D)As lâmpadas de 40W devem ser ligadas em série e a de 80W em paralelo com as de 40W. A corrente que irá passar em todos os filamentos será 0,36 A.
E)As 3 lâmpadas devem ser ligadas em série. A corrente que irá passar em todos os filamentos será de 0,36 A. 14

Gabarito oficial — Unifor Medicina 2024.1

A
Resolução

As lâmpadas são de 110 V. Duas de 40 W podem ser ligadas em paralelo, formando um equivalente de 80 W a 110 V:

\[R_{40}=\frac{110^2}{40}=302{,}5\,\Omega\]

\[R_{40\parallel40}=151{,}25\,\Omega\]

A lâmpada de 80 W tem essa mesma resistência:

\[R_{80}=\frac{110^2}{80}=151{,}25\,\Omega\]

Ligando os dois equivalentes em série na rede de 220 V, cada um recebe 110 V.

\[i_{40}=\frac{40}{110}\approx0{,}36\,\mathrm A\]

\[i_{80}=\frac{80}{110}\approx0{,}73\,\mathrm A\]

Q17
Energia e imagem no espelho
As “casas dos espelhos” eram estabelecimentos de considerável atração no final do século XIX e início do século XX, antes do advento da era moderna. Um dos brinquedos nessa casa consistia de um espelho E, postado diante de um balanço, que era liberado de uma altura de 2,45 m, como mostrado na figura. Considerando que a corda do balanço está sempre esticada e possui massa desprezível juntamente com o assento e desprezando todos os atritos, qual seria a velocidade máxima, em módulo, da pessoa em relação a sua imagem? Use g = 10 m/s² (A) 3,5 m/s (B) 7 m/s (C) 14 m/s (D) 20 m/s (E) 49 m/s 15 UNIF
Questão 17 de Unifor Medicina 2024.1: Energia e imagem no espelho — enunciado, figura e alternativas originais

Escolha sua resposta:

A)3,5 m/s
B)7 m/s
C)14 m/s
D)20 m/s
E)49 m/s 15 UNIF

Gabarito oficial — Unifor Medicina 2024.1

C
Resolução

No ponto mais baixo, a energia potencial perdida virou energia cinética:

\[v=\sqrt{2gh}=\sqrt{2\cdot10\cdot2{,}45}=7\,\mathrm{m/s}\]

No espelho plano fixo, a imagem se aproxima do espelho com o mesmo módulo de velocidade do objeto.

A velocidade máxima de aproximação entre a pessoa e sua imagem é:

\[v_{\text{relativa}}=2v=14\,\mathrm{m/s}\]

Q18
Efeito Doppler
Um caminhão de bombeiros ABT (Auto Bomba Tanque), empregado no combate a incêndios, com sua sirene ligada, passou por um cidadão parado em uma estrada reta e plana. O som da sirene ouvido por ele caiu de 1140 Hz para 950 Hz. Supondo a velocidade do som constante e de 340 m/s no local, a frequência da sirene do caminhão ABT está entre (A) 1011 Hz e 1020 Hz. (B) 1021 Hz e 1030 Hz. (C) 1031 Hz e 1040 Hz. (D) 1041 Hz e 1050 Hz. (E) 1051 Hz e 1060 Hz. FOR – Processo Seletivo 2024.1 - MEDICINA
Questão 18 de Unifor Medicina 2024.1: Efeito Doppler — enunciado, figura e alternativas originais

Escolha sua resposta:

A)1011 Hz e 1020 Hz.
B)1021 Hz e 1030 Hz.
C)1031 Hz e 1040 Hz.
D)1041 Hz e 1050 Hz.
E)1051 Hz e 1060 Hz. FOR – Processo Seletivo 2024.1 - MEDICINA

Gabarito oficial — Unifor Medicina 2024.1

C
Resolução

Para observador parado e fonte em movimento:

\[f_{\text{aproximação}}=f\frac c{c-v}\]

\[f_{\text{afastamento}}=f\frac c{c+v}\]

Somando os inversos das frequências observadas:

\[\frac1{1140}+\frac1{950}=\frac2f\]

\[f=\frac{2\cdot1140\cdot950}{1140+950}\approx1036{,}4\,\mathrm{Hz}\]

Esse valor está entre 1031 Hz e 1040 Hz.

Q19
Colisão inelástica
Um dos queridinhos dos Jogos Olímpicos de Inverno, o Curling é uma modalidade que, a princípio, lembra a bocha, mas possui um nível de complexidade que o faz ser conhecido como “xadrez no gelo”. O jogo consiste no lançamento de pedras em relação a um alvo e, no fim, quem tiver mais pontos vence a partida. O Curling é um dos esportes coletivos mais antigos do mundo, sendo praticado desde o Século XVI nos lagos congelados da Escócia. O primeiro clube de Curling surgiu em 1716 (Kilsyth Curling Club) e existe até hoje. No Século XIX, as primeiras regras foram criadas. Ele fez parte da primeira edição dos Jogos de Inverno, em 1924, mas só retornou ao programa olímpico em 1998. Atualmente, o Curling possui três categorias principais: a mais tradicional é a competição por equipes, modalidade formada por quatro homens ou quatro mulheres; a dupla mista, que surgiu no início dos anos 2000 e é formado por um homem e uma mulher; e a competição mista por equipe, com dois homens e duas mulheres, e que surgiu em 2015. Apenas essa última não é olímpica. A Escócia é o berço do Curling, mas o Canadá é a principal potência do esporte. O país da América do Norte conquistou mais da metade dos Campeonatos Mundiais por equipes e possui seis das 14 medalhas de ouro já disputadas em Jogos Olímpicos. Além dos canadenses e escoceses, os suecos e os noruegueses também se destacam no esporte. Disponível em: https://www.cbdg.org.br/modalidades/curling/. Acesso em: 12 out 2023. O Curling é uma modalidade de esporte que um corpo, a pedra, após lançado pelo atleta, pode colidir com outro da sua equipe ou da equipe adversária. Durante os momentos iniciais de uma competição entre duas equipes, na pista de gelo, o atleta João Arthur lança uma pedra de 6 kg com velocidade 8 m/s e esta colide anelasticamente com outra que foi lançada pela atleta Gabrielle do outro time de 4 kg com velocidade de 4 m/s, que veio na mesma direção e em sentido oposto. Nessas condições, a que altura poderia subir um corpo de 1 kg com a energia cinética dissipada na colisão das pedras? Se necessário, adote g = 10,0 m/s². (A) Entre 0,5 m e 4,0 m. (B) Entre 5,0 m e 9,0 m. (C) Entre 10,0 m e 14,0 m. (D) Entre 15,0 m e 19,0 m. (E) Entre 20,0 m e 24,0 m. 16
Questão 19 de Unifor Medicina 2024.1: Colisão inelástica — enunciado, figura e alternativas originais

Escolha sua resposta:

A)Entre 0,5 m e 4,0 m.
B)Entre 5,0 m e 9,0 m.
C)Entre 10,0 m e 14,0 m.
D)Entre 15,0 m e 19,0 m.
E)Entre 20,0 m e 24,0 m. 16

Gabarito oficial — Unifor Medicina 2024.1

D
Resolução

Adotamos o sentido da primeira pedra como positivo. Na colisão completamente inelástica:

\[v_f=\frac{6\cdot8+4\cdot(-4)}{6+4}=3{,}2\,\mathrm{m/s}\]

A energia cinética inicial é:

\[K_i=\frac{6\cdot8^2}{2}+\frac{4\cdot4^2}{2}=224\,\mathrm J\]

A energia cinética final é:

\[K_f=\frac{10\cdot3{,}2^2}{2}=51{,}2\,\mathrm J\]

\[E_{\text{dissipada}}=224-51{,}2=172{,}8\,\mathrm J\]

Convertendo essa energia em potencial de um corpo de 1 kg:

\[h=\frac{172{,}8}{1\cdot10}=17{,}28\,\mathrm m\]

O resultado fica entre 15 m e 19 m. O gabarito pressupõe que as pedras passem a se mover juntas.

Q20
Aceleração em trajetória circular
Depois de estudar bastante durante o período vespertino, Camilla olha pela janela de seu quarto e fica observando os giros das pás de um gerador eólico ao lado de sua residência praiana. Ela percebe que, em uma das pás, existe uma pequena lâmpada acessa na sua extremidade, que lhe fascina e passa a olhar com mais curiosidade. Nesse momento, ela percebe que a velocidade do equipamento diminui, e, rapidamente, passa a fazer algumas medidas e anotações. Utilizando-se de um tacômetro ótico e um cronômetro digital, faz as aferições desse ponto material, no caso a lâmpada na extremidade de uma das pás. Para caracterizar esse fenômeno, ela plota o gráfico abaixo da velocidade escalar (m/s) em função do tempo (s). Esse ponto descreve uma trajetória circular de raio 27,0 m. E, como Camilla estava estudando, completou essa tarefa determinando o módulo do vetor aceleração no instante 2,5 segundos. Assinale abaixo a opção que indica o valor por ela encontrado, em m/s². (A) 6,0 (B) 11,0 (C) 7,7 (D) 21,4 (E) 15,0 17 UNIF
Questão 20 de Unifor Medicina 2024.1: Aceleração em trajetória circular — enunciado, figura e alternativas originais

Escolha sua resposta:

A)6,0
B)11,0
C)7,7
D)21,4
E)15,0 17 UNIF

Gabarito oficial — Unifor Medicina 2024.1

E
Resolução

A inclinação do gráfico fornece a aceleração tangencial:

\[a_t=\frac{0-40{,}5}{4{,}5}=-9\,\mathrm{m/s^2}\]

No instante 2,5 s:

\[v=40{,}5-9\cdot2{,}5=18\,\mathrm{m/s}\]

A aceleração centrípeta vale:

\[a_c=\frac{18^2}{27}=12\,\mathrm{m/s^2}\]

As duas componentes são perpendiculares:

\[a=\sqrt{9^2+12^2}=15\,\mathrm{m/s^2}\]

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