Provas Anteriores | EMESCAM 2012.2.2

Q30

Ondulatória — Efeito Doppler — Medição do fluxo sanguíneo

Uma das aplicações do Efeito Doppler em medicina, é a medição de fluxo sanguíneo através do desvio da frequência de um sinal ultrassônico emitido por um cristal e refletido pelas partículas móveis do sangue, por exemplo, as hemácias. Neste processo, quando as partículas recebem o sinal de ultrassom, absorvem parte deste e vibram na frequência que sentem efetivamente o sinal (frequência desviada). Simultaneamente, elas passam a funcionar como fontes móveis de ultrassom, emitindo sinal em todas as direções. Isto corresponde na realidade ao efeito de espalhamento. O sinal reemitido é então captado pelo cristal receptor.

Em relação ao Efeito Doppler, a alternativa correta é:

A)Quando a fonte está se afastando do detector em repouso, a velocidade das ondas de ultrassom e a frequência medidas pelo detector diminuem.

B)Quando a fonte está em repouso e o detector está se afastando dela, a velocidade das ondas de ultrassom e a frequência medidas pelo detector aumentam.

C)Quando a fonte está em repouso e o detector está se afastando dela, a velocidade das ondas de ultrassom e a frequência medidas pelo detector diminuem.

D)Quando a fonte está se afastando do detector em repouso, a velocidade das ondas de ultrassom e o comprimento de onda medidos pelo detector diminuem.

E)Quando a fonte está em repouso e o detector está se aproximando dela, a velocidade das ondas de ultrassom e a frequência medidas pelo detector diminuem.

Gabarito

Resolução

Detector que se afasta de fonte em repouso: a velocidade das ondas em relação ao detector é $v-v_d$ (menor), o comprimento de onda $\lambda$ é o mesmo, e a frequência medida é $f'=\dfrac{v-v_d}{\lambda}=f\,\dfrac{v-v_d}{v}$, menor que $f$. Ambas diminuem, o que é a alternativa C.

As outras: A) com a fonte se afastando, a velocidade da onda no meio não muda (é fixada pelo meio), então apenas a frequência diminui (e $\lambda$ aumenta); B) detector se afastando reduz, e não aumenta, velocidade e frequência medidas; D) fonte se afastando faz o comprimento de onda aumentar, não diminuir; E) detector se aproximando aumenta velocidade relativa e frequência medidas.

Q31

Estática — Alavancas (interfixa, inter-resistente e interpotente) — Pé, braço e cabeça

As alavancas são máquinas simples capazes de facilitar a aplicação ou aumentar o valor das forças. Na figura a seguir temos três aplicações das alavancas no corpo humano. Qual das alternativas abaixo expressa corretamente os tipos de alavancas, referentes respectivamente ao pé, braço e cabeça?

Figura da questão 31 de Física — EMESCAM 2012.2

[http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=27159]

A)interpotente, inter-resistente e interfixa;

B)inter-resistente, interpotente e impulsiva;

C)interfixa, interpotente, inter-resistente;

D)estática, interpotente e interfixa;

E)inter-resistente, interpotente e interfixa.

Gabarito

Resolução

A classificação depende de qual dos três pontos (apoio ou pólo, força potente, força resistente) fica entre os outros dois:

• Pé (ficar na ponta): o pólo está na ponta do pé, a força resistente (o peso, sobre o tornozelo) fica no meio e a potente (tendão de Aquiles) na outra extremidade: a resistência está entre o apoio e a potência, é inter-resistente.

• Braço (bíceps): o pólo está no cotovelo, a potente (inserção do bíceps) fica entre o apoio e a resistente (carga na mão): interpotente.

• Cabeça: o pólo (articulação com a coluna) está entre a potente (músculos da nuca) e a resistente (peso da cabeça à frente): interfixa.

Q32

Eletromagnetismo — Campo magnético de cargas em movimento — Ressonância magnética

A ressonância magnética é uma técnica que permite determinar as propriedades de uma substância através do correlacionamento da energia absorvida contra a frequência, na faixa de megahertz (MHz) do espectro eletromagnético, caracterizando-se como sendo uma espectroscopia. A técnica usa as transições entre níveis de energia rotacionais dos núcleos componentes das espécies (átomos ou íons) contidas na amostra. Isso se dá necessariamente sob a influência de um campo magnético e sob a concomitante irradiação de ondas de rádio na faixa de frequências acima citada.

[Adaptado de http://pt.wikipedia.org/wiki/Resson%C3%A2ncia_magn%C3%A9tica]

Sobre o magnetismo é correto afirmar:

A)O campo magnético é gerado por uma carga magnética que cada partícula possui sendo denominada de polo sul para o elétron e polo norte para os prótons.

B)Os fenômenos elétricos e magnéticos são completamente independentes e assim uma carga elétrica em repouso gera campos elétricos e magnéticos ao seu redor.

C)Eletricidade e magnetismo são duas áreas inter-relacionadas, pois cargas elétricas em movimento geram campos magnéticos.

D)A Indução eletromagnética é o processo pelo qual o campo elétrico anula o campo magnético de um átomo, eliminando seu magnetismo tal como ocorre em metais como cobre e alumínio.

E)Os ímãs permanentes têm um excesso de cargas magnéticas e por isso geram forças magnéticas.

Gabarito

Resolução

Cargas elétricas em movimento (correntes) geram campos magnéticos (Oersted), e campos magnéticos variáveis geram campos elétricos (Faraday): as duas áreas são inter-relacionadas. A alternativa C é a correta.

A) e E) Falsas: não existem cargas magnéticas (monopolos); o campo vem do movimento de cargas (spin e orbitais). B) Falsa: os fenômenos não são independentes, e uma carga em repouso gera somente campo elétrico. D) Falsa: a indução é a geração de fem pela variação do fluxo, e não anula o campo de um átomo.

Q33

Termodinâmica — Primeira lei e transformações gasosas — Compressão e expansão em cilindro

A primeira lei da termodinâmica afirma que a energia interna de um sistema pode variar de duas formas distintas, através da troca de calor ($Q$) e da realização de trabalho ($W$). Assim $\Delta E=Q-W$, sendo $\Delta E$ a variação da energia interna. Considerando na figura a seguir o fluido como sendo um gás ideal, qual das alternativas abaixo está incorreta?

Figura da questão 33 de Física — EMESCAM 2012.2

A)Na compressão isobárica a pressão é constante, o trabalho realizado pelo gás é negativo e é igual ao calor trocado.

B)Na expansão adiabática o trabalho realizado pelo gás é positivo e a energia interna do fluido diminui.

C)Na compressão isotérmica a temperatura é constante, o trabalho realizado pelo gás é negativo e é igual ao calor trocado.

D)Na expansão isobárica o trabalho é positivo e é proporcional à variação do volume.

E)Num processo cíclico a variação da energia interna é nula, sendo o calor trocado igual ao trabalho.

Gabarito

Resolução

Com $\Delta E=Q-W$ (trabalho $W$ realizado pelo gás):

A) Falsa: na compressão isobárica, $W=p\Delta V\lt0$, mas o calor não é igual ao trabalho: $Q=\Delta E+W$, e $\Delta E=\dfrac32nR\Delta T\ne0$ (a temperatura varia). Com $Q=nC_p\Delta T$ e $W=nR\Delta T$, $Q\ne W$.

B) Verdadeira: na adiabática $Q=0$, então $\Delta E=-W$; se o gás se expande, $W\gt0$ e a energia interna diminui.

C) Verdadeira: na isotérmica de gás ideal $\Delta E=0$, então $Q=W$ (negativo, na compressão).

D) Verdadeira: $W=p\,\Delta V$, positivo se $\Delta V\gt0$.

E) Verdadeira: no ciclo $\Delta E=0$ e $Q=W$.

Q34

Óptica — Espelhos esféricos — Espelho de maquiagem

Os espelhos esféricos podem ser usados para produzir imagens ampliadas por reflexão. Na figura a seguir temos um espelho desse tipo usado para maquiagem. Em relação ao tipo de espelho e às características da imagem a alternativa correta é:

Figura da questão 34 de Física — EMESCAM 2012.2

A)Espelho convexo e imagem virtual e direita;

B)Espelho côncavo e imagem real e direita;

C)Espelho convexo e imagem virtual e invertida;

D)Espelho côncavo e imagem virtual e direita;

E)Espelho convexo e imagem real e invertida.

Gabarito

Resolução

Para ampliar o rosto, o espelho precisa ser côncavo: espelhos convexos sempre dão imagens menores. Com o rosto colocado entre o foco e o vértice, o espelho côncavo forma imagem virtual, direita e maior (atrás do espelho).

Imagem real e direita é impossível em um único espelho esférico: imagens reais são sempre invertidas. Os demais itens citam espelho convexo, que não amplia.

Q35

Eletrodinâmica — Capacitor carregado e descarga em resistor — Desfibrilador

A desfibrilação é a aplicação de uma corrente elétrica em um paciente, através de um desfibrilador, um equipamento eletrônico cuja função é reverter um quadro de fibrilação auricular ou ventricular. A reversão ou cardioversão se dá mediante a aplicação de descargas elétricas no paciente, graduadas de acordo com a necessidade. Os choques elétricos em geral são aplicados diretamente ou por meio de eletrodos conectados a um capacitor previamente carregado colocados na parede torácica. No circuito a seguir, a fonte de 20 V possui uma resistência interna de $1\ \Omega$, e o capacitor é carregado até a carga máxima quando a chave $k$ está na posição 1. Mudando-se a chave $k$ para a posição 2, podemos afirmar que a carga no capacitor e a corrente elétrica gerada por ele, nesse instante, são respectivamente:

Figura da questão 35 de Física — EMESCAM 2012.2

http://pt.wikipedia.org/wiki/Desfibrila%C3%A7%C3%A3o

A)0,5 C e 4 A;

B)0,6 C e 4 A;

C)0,6 C e 5 A;

D)0,7 C e 5 A;

E)0,7 C e 6 A.

Gabarito

Resolução

Carga máxima (chave em 1): com o capacitor totalmente carregado a corrente cessa, então não há queda de tensão nos resistores de 3 Ω e de 1 Ω (resistência interna). A tensão no capacitor é a da fonte: $U_C=20$ V.

$Q=C\,U_C=30\times10^{-3}\times20=0{,}6$ C.

Chave em 2: o capacitor passa a alimentar apenas o resistor de 5 Ω. No instante inicial a tensão ainda é 20 V:

$i=\dfrac{U_C}{R}=\dfrac{20}{5}=4$ A.

Q36

Hidrostática — Pressão e altura de coluna líquida — Pressão arterial em coluna de água

Dados: pressão atmosférica $=10^5$ Pa $=760$ mm-Hg; densidade da água $=1\ \text g/\text{cm}^3$; densidade do mercúrio $=14\ \text g/\text{cm}^3$.

A expressão pressão arterial refere-se à pressão exercida pelo sangue contra a superfície interna das artérias. A pressão arterial bem como a de todo o sistema circulatório encontra-se normalmente um pouco acima da pressão atmosférica, sendo a diferença de pressões responsável por manter as artérias e demais vasos "inflados". Seu valor varia continuamente, sendo vários os ciclos que se superpõem a fim de se determinar o comportamento periódico global, onde o ciclo associado aos batimentos cardíacos, contudo, é o mais evidente e relevante.

A pressão máxima denominada de pressão arterial sistólica e a pressão mínima denominada de pressão arterial diastólica, em média valem respectivamente, 12 e 8 medidas em centímetros de mercúrio. Se essas pressões fossem medidas usando uma coluna de água no lugar do mercúrio, as pressões sistólica e diastólica seriam respectivamente:

[Adaptado de http://pt.wikipedia.org/wiki/Press%C3%A3o_arterial]

A)168 cm e 112 cm;

B)188 cm e 122 cm;

C)208 cm e 132 cm;

D)228 cm e 142 cm;

E)248 cm e 152 cm.

Gabarito

Resolução

A pressão da coluna é $p=\rho\,g\,h$. Para a mesma pressão, $\rho_{Hg}\,h_{Hg}=\rho_{água}\,h_{água}$.

$h_{água}=\dfrac{\rho_{Hg}}{\rho_{água}}\,h_{Hg}=14\,h_{Hg}$.

Sistólica: $14\times12=168$ cm. Diastólica: $14\times8=112$ cm.

Q37

Energia — Potência e energia — Corrida para gastar calorias

Numa caminhada normal gastamos, em média, cerca de 5 kcal/min. Ao corrermos na velocidade de 10 km/h essa potência triplica. Suponha que uma pessoa consome 1.500 kcal a mais em sua dieta diária. Qual das alternativas abaixo expressa corretamente, respectivamente, o tempo e a distância percorrida numa corrida, tal que essa pessoa gaste todas as calorias consumidas em excesso em um dia nessa corrida?

A)100 minutos e 50 km;

B)150 minutos e $\dfrac{50}{3}$ km;

C)100 minutos e 25 km;

D)150 minutos e 50 km;

E)100 minutos e $\dfrac{50}{3}$ km.

Gabarito

Resolução

Na corrida a potência triplica: $P=3\times5=15$ kcal/min.

Tempo para gastar 1 500 kcal: $\Delta t=\dfrac{1\,500}{15}=100$ min $=\dfrac53$ h.

Distância: $d=v\,\Delta t=10\ \text{km/h}\times\dfrac53\ \text h=\dfrac{50}{3}$ km $\approx16{,}7$ km.