Prova UNINTA 2018.2 — Física com Gabarito e Resolução

Q31

Mecânica — Cinemática — Deslocamento Resultante

Uma partícula sofre três deslocamentos consecutivos:

$\vec r_1=12\,\vec i+4\,\vec j-3\,\vec k$;

$\vec r_2=-6\,\vec i+2\,\vec j$;

$\vec r_3=2\,\vec i-3\,\vec j+5\,\vec k$.

Considerando-se que todas as grandezas estão em unidades do SI, então o módulo do deslocamento resultante sofrido pela partícula, em m, é, aproximadamente, igual a

A)5,65

B)6,92

C)7,85

D)8,77

E)9,23

Gabarito — UNINTA 2018.2

D

Resolução

O deslocamento resultante é a soma vetorial, componente a componente:

$x:\;12-6+2=8$ $\quad y:\;4+2-3=3$ $\quad z:\;-3+0+5=2$.

$\vec r=8\,\vec i+3\,\vec j+2\,\vec k$, e o módulo é $|\vec r|=\sqrt{8^2+3^2+2^2}=\sqrt{77}\approx8{,}77\text{ m}$.

Q32

Mecânica — Trabalho e energia — Energia Cinética

Ao realizar uma corrida, uma pessoa de massa igual a 60,0 kg transforma 1,2 J de energia química em energia cinética.

Com base nessas informações, é correto afirmar que a velocidade desenvolvida pela pessoa na corrida, em km/h, é igual a

A)0,20

B)0,39

C)0,54

D)0,61

E)0,72

Gabarito — UNINTA 2018.2

E

Resolução

Toda a energia transformada vira energia cinética: $\dfrac{m\,v^2}{2}=1{,}2$.

$v=\sqrt{\dfrac{2\times1{,}2}{60{,}0}}=\sqrt{0{,}04}=0{,}2\text{ m/s}$.

Para converter em km/h, multiplica-se por 3,6: $0{,}2\times3{,}6=0{,}72\text{ km/h}$.

Q33

Ondas — MHS — Pêndulo Simples

O coração está ligado ao cérebro e ao corpo por estímulos nervosos e são eles que dizem quanto o coração precisa trabalhar.

Considerando-se a frequência cardíaca de um paciente igual a 60 batimentos por minuto, a aceleração da gravidade $10\text{ m/s}^2$ e $\pi=3$, então o comprimento de um pêndulo simples que apresente o mesmo período desse coração, em cm, é, aproximadamente, igual a

A)27,8

B)25,4

C)23,2

D)21,5

E)19,0

Gabarito — UNINTA 2018.2

A

Resolução

A frequência de 60 batimentos por minuto equivale a 1 Hz, então o período é $T=1{,}0\text{ s}$.

Para o pêndulo simples, $T=2\pi\sqrt{\dfrac{L}{g}}$, logo $L=\dfrac{g\,T^2}{4\pi^2}=\dfrac{10\times1^2}{4\times9}=\dfrac{10}{36}\approx0{,}278\text{ m}=27{,}8\text{ cm}$.

Q34

Termologia — Calorimetria — Calor Específico por Gráfico

Certo medicamento é composto por uma substância pura. O gráfico mostra a variação da sua temperatura, T, em função da quantidade, Q, de calor absorvido, quando uma massa de 100,0 kg do medicamento é aquecida a partir da temperatura de 25 °C, no estado líquido, até a temperatura de 85 °C, no estado gasoso.

Gráfico da temperatura em graus Celsius em função do calor absorvido em quilocalorias. A temperatura sobe de 25 graus a 50 graus entre 0 e 100 kcal, permanece em 50 graus até 300 kcal e sobe até 85 graus em 450 kcal.

Com base nas informações fornecidas no gráfico, é correto afirmar que o calor específico do medicamento na fase líquida, em $\text{cal/g}\,{}^\circ\text{C}$ é igual a

A)0,03

B)0,04

C)0,05

D)0,06

E)0,07

Gabarito — UNINTA 2018.2

B

Resolução

A fase líquida corresponde ao primeiro trecho inclinado: a temperatura sobe de 25 °C a 50 °C enquanto o sistema absorve 100,0 kcal.

Com $Q=100{,}0\text{ kcal}=1{,}0\cdot10^{5}\text{ cal}$, $m=100{,}0\text{ kg}=1{,}0\cdot10^{5}\text{ g}$ e $\Delta\theta=25\,{}^\circ\text{C}$:

$c=\dfrac{Q}{m\,\Delta\theta}=\dfrac{1{,}0\cdot10^{5}}{1{,}0\cdot10^{5}\times25}=0{,}04\text{ cal/g}\,{}^\circ\text{C}$.

Q35

Termologia — Calorimetria — Calor Latente por Gráfico

Certo medicamento é composto por uma substância pura. O gráfico mostra a variação da sua temperatura, T, em função da quantidade, Q, de calor absorvido, quando uma massa de 100,0 kg do medicamento é aquecida a partir da temperatura de 25 °C, no estado líquido, até a temperatura de 85 °C, no estado gasoso.

Considerando-se que 1,0 cal é igual a 4,2 J, então o calor latente de vaporização da substância, em kJ/kg, é igual a

A)5,3

B)6,0

C)7,5

D)8,4

E)9,2

Gabarito — UNINTA 2018.2

D

Resolução

A vaporização ocorre no patamar de temperatura constante, entre $Q=100{,}0\text{ kcal}$ e $Q=300{,}0\text{ kcal}$. O calor absorvido nesse trecho é $200{,}0\text{ kcal}$.

Em joules: $200{,}0\times10^{3}\times4{,}2=8{,}4\cdot10^{5}\text{ J}$. Dividindo pela massa de 100,0 kg:

$L=\dfrac{Q}{m}=\dfrac{8{,}4\cdot10^{5}}{100{,}0}=8{,}4\cdot10^{3}\text{ J/kg}=8{,}4\text{ kJ/kg}$.

Q36

Mecânica — Hidrostática — Massa Específica

A osteoporose é uma doença esquelética sistêmica, muito frequente, com uma forte componente genética e é caracterizada pela diminuição da massa óssea e deterioração da microestrutura do tecido ósseo.

Considerando-se um osso de forma cilíndrica de comprimento 15,0 cm, diâmetro de 5,0 cm, densidade específica igual a $1{,}8\text{ g/cm}^3$ e $\pi=3$, é correto afirmar que apresenta uma massa, em g, igual a

A)542,06

B)524,83

C)506,25

D)484,26

E)452,50

Gabarito — UNINTA 2018.2

C

Resolução

O volume do cilindro é $V=\pi\,r^2\,h$. Com diâmetro de 5,0 cm, o raio é 2,5 cm:

$V=3\times(2{,}5)^2\times15{,}0=3\times6{,}25\times15{,}0=281{,}25\text{ cm}^3$.

A massa é $m=\rho\,V=1{,}8\times281{,}25=506{,}25\text{ g}$.

Q37

Ondas — Ondas estacionárias — Ondas Estacionárias em Corda

Corda de comprimento L com as duas extremidades fixas vibrando em onda estacionária com quatro ventres, ou seja, quatro fusos.

A figura mostra ondas estacionárias em uma corda de comprimento $L=50{,}0\text{ cm}$, densidade linear $4{,}5\text{ g/m}$, com as duas extremidades fixas.

Considerando-se que a corda está vibrando a 400,0 Hz, então a tração aplicada na corda, em N, igual a

A)51,3

B)45,0

C)43,8

D)39,5

E)37,4

Gabarito — UNINTA 2018.2

B

Resolução

A figura mostra quatro ventres, então $L=4\cdot\dfrac{\lambda}{2}=2\lambda$, o que dá $\lambda=\dfrac{L}{2}=0{,}25\text{ m}$.

A velocidade da onda é $v=\lambda f=0{,}25\times400{,}0=100\text{ m/s}$.

Em uma corda, $v=\sqrt{\dfrac{T}{\mu}}$, logo $T=\mu\,v^2=4{,}5\cdot10^{-3}\times100^2=45{,}0\text{ N}$, com $\mu=4{,}5\text{ g/m}=4{,}5\cdot10^{-3}\text{ kg/m}$.

Q38

Óptica — Princípios da óptica — Câmara Escura de Orifício

A câmara escura é o instrumento óptico mais simples que existe, formando imagens, apenas, selecionando os raios de luz. Considere uma pessoa de 1,70 m de altura colocada a 80,0 cm de uma câmera escura de orifício de comprimento 40,0 cm.

Dessa forma, o tamanho da imagem formada no interior da câmera, em dm, é igual a

A)6,5

B)7,9

C)8,5

D)9,2

E)10,5

Gabarito — UNINTA 2018.2

C

Resolução

Pela semelhança de triângulos, $\dfrac{i}{o}=\dfrac{p'}{p}$, em que $p'=40{,}0\text{ cm}$ é o comprimento da câmara e $p=80{,}0\text{ cm}$ é a distância da pessoa.

$i=1{,}70\times\dfrac{40{,}0}{80{,}0}=0{,}85\text{ m}=8{,}5\text{ dm}$.

Q39

Eletricidade — Eletrodinâmica — Energia Elétrica Dissipada

As correntes elétricas de baixa intensidade têm se mostrado uma alternativa no tratamento do câncer, por sua capacidade de inibir o crescimento das células tumorais, aumentar sua permeabilidade aos agentes quimioterápicos e/ou carreá-los para o local do tumor.

Considerando-se que foi realizado um tratamento em um paciente, sendo aplicada uma corrente de 2,0 mA, durante um tempo de 10,0 min, em uma região onde a resistência elétrica é igual a 4,0 kΩ, então a energia utilizada nesse intervalo de tempo, em J, é igual a

A)9,6

B)8,5

C)7,3

D)6,1

E)5,9

Gabarito — UNINTA 2018.2

A

Resolução

Convertendo para o SI: $i=2{,}0\cdot10^{-3}\text{ A}$, $R=4{,}0\cdot10^{3}\,\Omega$ e $\Delta t=10{,}0\text{ min}=600\text{ s}$.

A energia dissipada é $E=R\,i^2\,\Delta t=4{,}0\cdot10^{3}\times(2{,}0\cdot10^{-3})^2\times600=4{,}0\cdot10^{3}\times4{,}0\cdot10^{-6}\times600=9{,}6\text{ J}$.

Q40

Eletromagnetismo — Indução eletromagnética — Indução Eletromagnética

O eletromagnetismo estuda as propriedades elétricas e magnéticas da matéria e, em especial, as relações que se estabelecem entre elas.

Com base nos conhecimentos sobre Eletromagnetismo, é correto afirmar:

A)Duas correntes elétricas não exercem mútua influência quando circulam através de fios próximos um do outro.

B)A presença de campo magnético nas proximidades de um condutor gera uma carga elétrica induzida nesse condutor.

C)Aproximando-se um ímã de uma pilha elétrica, observa-se uma variação em sua carga, que é a medida da energia fornecida.

D)Ao se aproximar uma bússola de um fio de arame que une os dois polos de uma pilha elétrica, a agulha imantada da bússola continua a apontar para o norte, sem sofrer qualquer influência do fio.

E)A variação do fluxo magnético em uma espira provoca o aparecimento de uma corrente induzida, o que equivale ao aparecimento de uma força eletromotriz, ou voltagem, induzida na espira.

Gabarito — UNINTA 2018.2

E

Resolução

A) correntes em fios próximos interagem por forças magnéticas (atração ou repulsão). B) o campo magnético variável induz uma fem, não gera carga elétrica. C) aproximar um ímã de uma pilha não altera a carga dela. D) a corrente no fio cria um campo magnético que desvia a agulha da bússola (experiência de Oersted).

A última afirmação enuncia a lei de Faraday: a variação do fluxo magnético através de uma espira induz uma fem e, em circuito fechado, uma corrente.