Prova de Física do Processo Seletivo de Medicina 2014.2, com resolução comentada pelo Método TEF.
Q16
Hidrostática — Prensa hidráulica (Princípio de Pascal)
Considere o elevador hidráulico do estádio Mineirão cuja área da base do pistão de elevação seja quatro vezes maior do que a área do pistão da bomba de injeção de óleo. Desprezando as forças dissipativas, deseja-se elevar um cadeirante de 88 kg (massa da pessoa + cadeira de rodas) sobre uma plataforma de 22 kg, apoiada sobre o pistão maior, onde ficará o cadeirante.
Qual deve ser a força exercida pelo motor de injeção da bomba sobre o fluido, para que o cadeirante seja elevado às arquibancadas com velocidade constante?
A)88 N
B)110 N
C)275 N
D)550 N
E)1100 N
Gabarito — Unifor 2014.2 (Medicina)
C
Resolução
Pelo Princípio de Pascal, a pressão aplicada em um ponto de um fluido em equilíbrio se transmite integralmente a todos os pontos: $\dfrac{F_{pequeno}}{A_{pequeno}}=\dfrac{F_{grande}}{A_{grande}}$.
Para elevação com velocidade constante (equilíbrio), a força no pistão maior deve sustentar o peso total (cadeirante + plataforma): $F_{grande}=(88+22)\times10=1100\text{ N}$ (usando $g=10\text{ m/s}^2$).
Como $A_{grande}=4A_{pequeno}$: $F_{pequeno}=\dfrac{F_{grande}}{4}=\dfrac{1100}{4}=275\text{ N}$.
Alternativa C, coincidindo com o gabarito oficial.
Q17
Termodinâmica — Equação geral dos gases ideais
O motor de um automóvel é uma máquina de 4 cilindros, com cada um deles consistindo de um tubo com um pistão que comprime e expande a mistura no seu interior. Suponha que, no início do processo de compressão, em um dos cilindros contenha 200 cm³ da mistura sob pressão de 1,01 × 10⁵ N/m² e temperatura de 30 °C. No final do processo de compressão, a substância reduziu seu volume para 20 cm³ e sua pressão variou para 2,00 × 10⁶ N/m².
Considerando a mistura como sendo um gás ideal, podemos afirmar que a temperatura interna no cilindro atingiu:
A)151,50 K
B)121,50 K
C)594,06 K
D)204,50 K
E)273,00 K
Gabarito — Unifor 2014.2 (Medicina)
ANULADA (X)
Resolução
Pela lei geral dos gases ideais, $\dfrac{P_1V_1}{T_1}=\dfrac{P_2V_2}{T_2}$, com $T_1=30+273=303\text{ K}$.
Questão anulada pela banca (X). O cálculo rigoroso, aplicando diretamente a lei geral dos gases ideais aos dados fornecidos, resulta em $T_2\approx600\text{ K}$ — valor que não coincide com nenhuma das cinco alternativas oferecidas (a mais próxima, 594,06 K, ainda apresenta uma diferença perceptível). Essa divergência entre o resultado fisicamente correto e as opções disponíveis é consistente com — e provavelmente motivou — a anulação oficial da questão.
Q18
Calorimetria — Equilíbrio térmico
O café é uma das bebidas mais consumidas no mundo. Para saborear uma xícara desta bebida em uma cafeteria da cidade, André verificou que a xícara só estava morna. O café foi produzido a 100,00 °C. A xícara era de porcelana cujo calor específico $c_x=0{,}26\text{ cal/g°C}$ e sua temperatura antes do contato com o café era de 25,00 °C. Considerando o calor específico do café de $c_c=1{,}00\text{ cal/g°C}$, a massa da xícara $m_x=50{,}00\text{ g}$ e a massa do café $m_c=150{,}00\text{ g}$, a temperatura aproximada da xícara detectada por André, supondo já atingido o equilíbrio térmico e considerando não ter havido troca de calor com o ambiente, era:
A)94,00 °C
B)84,00 °C
C)74,00 °C
D)64,00 °C
E)54,00 °C
Gabarito — Unifor 2014.2 (Medicina)
A
Resolução
No equilíbrio térmico, o calor perdido pelo café é igual ao calor ganho pela xícara: $m_c c_c (100-T_f) = m_x c_x (T_f-25)$.
Alternativa A, coincidindo com o gabarito oficial.
Q19
Cinemática — Movimento uniforme com parada
Um automóvel parte às 18h de uma sexta-feira de Quixadá a Fortaleza, distante de 170,00 km. Sabe-se que esse automóvel mantém uma velocidade média de 23,61 m/s e que, devido a um acidente em Chorozinho, município que fica entre as duas cidades, ficou parado no meio do percurso durante 10 h. Nessas condições, o automóvel chegou ao destino, no sábado, às
A)1 h
B)2 h
C)4 h
D)6 h
E)11 h
Gabarito — Unifor 2014.2 (Medicina)
D
Resolução
Convertendo a velocidade: $v=23{,}61\text{ m/s}\times3{,}6=85{,}0\text{ km/h}$.
O tempo de movimento efetivo (sem contar a parada) é $t=\dfrac{d}{v}=\dfrac{170}{85}=2\text{ h}$.
O tempo total decorrido, somando a parada de 10 h, é $2+10=12\text{ h}$.
Partindo às 18h de sexta-feira e somando 12h, chega-se às $18\text{h}+12\text{h}=30\text{h}$, ou seja, 6h do sábado.
Alternativa D, coincidindo com o gabarito oficial.
Q20
Termologia — Transmissão de calor por irradiação
Para diminuir os efeitos da perda de calor pela pele em uma região muito "fria" do país, Gabrielle realizou vários procedimentos. Assinale abaixo aquele que, ao ser realizado, minimizou os efeitos da perda de calor por irradiação térmica.
A)Fechou os botões das mangas e do colarinho da blusa que usava.
B)Usou uma outra blusa por cima daquela que usava.
C)Colocou um gorro, cruzou os braços e dobrou o corpo sobre as pernas.
D)Colocou um cachecol de lã no pescoço e o enrolou com duas voltas.
E)Vestiu uma jaqueta jeans sobre a blusa que usava.
Gabarito — Unifor 2014.2 (Medicina)
C
Resolução
A irradiação térmica é a emissão de energia na forma de radiação eletromagnética diretamente pela superfície de um corpo (pele exposta) para o ambiente, sem necessidade de contato ou de um meio material. A taxa de perda por irradiação depende diretamente da área da superfície exposta ao ambiente frio.
As demais alternativas (fechar botões, adicionar camadas de roupa, usar cachecol) atuam principalmente reduzindo a perda de calor por convecção e condução — bloqueando a circulação de ar frio junto à pele e isolando termicamente o corpo.
Já colocar um gorro, cruzar os braços e dobrar o corpo sobre as pernas é uma ação clássica (inclusive observada em animais) que reduz diretamente a área de superfície corporal exposta ao ambiente, diminuindo especificamente a perda de calor por irradiação.
Alternativa C, coincidindo com o gabarito oficial.