Provas Anteriores | EMESCAM 2022.2 | Prof. Ricardo Bastos

Q36

Calorimetria — Calor sensível — Medicamento fora do refrigerador

Uma pessoa esquece um frasco contendo 50 g de um medicamento X sobre uma bancada, logo após retirá-lo do refrigerador. Segundo o fabricante, quando a temperatura do fármaco chegar a 8°C, precisará ser descartado e, nesse caso, terá absorvido 450 calorias de energia.

Considerando a situação apresentada, qual seria o valor da temperatura interna do refrigerador, sabendo que o calor específico do medicamento X é 0,5 cal/g.°C?

A)- 20°C.

B)- 15°C.

C)- 10°C.

D)0°C.

Gabarito

Resolução

O medicamento sai do refrigerador na temperatura interna dele, $\theta_0$, e é descartado quando chega a $\theta=8\,°\text{C}$, tendo absorvido $Q=450$ cal. Como não há mudança de estado, trata-se de calor sensível:

$Q=m\,c\,(\theta-\theta_0)\Rightarrow450=50\times0{,}5\times(8-\theta_0)=25\,(8-\theta_0)$.

Então $8-\theta_0=18$ e $\theta_0=-10\,°\text{C}$: essa era a temperatura do interior do refrigerador (um congelador).

Q37

Ondas sonoras — Reflexão do som (ultrassom) — Tempo de ida e volta na ultrassonografia

A ultrassonografia é um exame de imagem que utiliza ondas sonoras de alta frequência. O aparelho que realiza o exame apresenta um componente chamado transdutor, que é responsável pela emissão e captação dos ecos das ondas ultrassônicas, que são refletidas pelos tecidos e órgãos internos do corpo humano.

Ao realizar uma ultrassonografia numa gestante, o médico posiciona o transdutor a 4,5 centímetros do feto.

Considerando que a velocidade da onda no interior do corpo é cerca de 1500 m/s, qual é o tempo, em segundos, entre a emissão e a captação das ondas pelo transdutor?

A)3.10$^{-5}$.

B)6.10$^{-5}$.

C)3.10$^{-3}$.

D)6.10$^{-3}$.

Gabarito

Resolução

O transdutor emite a onda, ela vai até o feto, reflete e volta ao transdutor. A distância percorrida é, portanto, o dobro da distância entre eles: $d=2\times4{,}5\ \text{cm}=9\ \text{cm}=9\times10^{-2}$ m.

Com a velocidade constante, $v=\dfrac{d}{\Delta t}$, então $\Delta t=\dfrac{9\times10^{-2}}{1\,500}=6\times10^{-5}$ s.

Q38

Ondas sonoras — Equação fundamental da ondulatória — Presbiacusia

A presbiacusia é a perda auditiva relacionada ao envelhecimento natural do ser humano e seu sistema auricular. Geralmente, a perda auditiva é iniciada com a dificuldade de se ouvir sons mais agudos.

Uma pessoa que está iniciando o quadro de presbiacusia, ao se encontrar em um ambiente em que duas vibrações sonoras são produzidas, ambas com a mesma velocidade, pode não ser capaz de escutar o som com

A)maior comprimento de onda, pois apresenta maior frequência.

B)maior comprimento de onda, pois apresenta menor frequência.

C)menor comprimento de onda, pois apresenta maior frequência.

D)menor comprimento de onda, pois apresenta menor frequência.

Gabarito

Resolução

Sons agudos são os de maior frequência; sons graves, os de menor frequência. A dificuldade da presbiacusia é, portanto, com as frequências mais altas.

Pela equação fundamental da ondulatória, $v=\lambda\,f$. Como as duas ondas têm a mesma velocidade (mesmo meio), $\lambda=\dfrac vf$ é inversamente proporcional à frequência: a de maior frequência tem o menor comprimento de onda.

Assim, o som que a pessoa pode deixar de escutar é o de menor comprimento de onda, justamente por ter a maior frequência.

Q39

Dinâmica — Equilíbrio dinâmico (1ª lei de Newton) — Avião em voo horizontal

Um pequeno avião voa na horizontal para a esquerda, em equilíbrio dinâmico. Sobre o avião atuam quatro forças. Na direção vertical, há a força peso, devido ao campo gravitacional da Terra, e a força de sustentação, que ocorre em função da diferença de pressão do ar entre a parte inferior e superior das asas. Já na direção horizontal, existe a força motora, que impulsiona o avião para frente, e a força de arrasto, que se apresenta em sentido contrário ao movimento do avião.

Considerando essa situação, assinale a alternativa que descreve uma análise correta a respeito da dinâmica do movimento do avião.

A)O avião está em equilíbrio dinâmico porque a força que a hélice realiza sobre o ar é igual, em módulo, à força que o ar realiza sobre a hélice (força motora).

B)A força resultante que atua sobre o avião apresenta a mesma direção e sentido de seu movimento, uma vez que a força peso e a força de sustentação se anulam.

C)O avião apresenta velocidade constante em módulo, direção e sentido, isso porque está em equilíbrio dinâmico e, nesse caso, a força resultante em cada direção é nula.

D)Para que o avião permaneça com o módulo da velocidade constante, as forças envolvidas em cada direção são iguais, em módulo, já que são pares de ação e reação.

Gabarito

Resolução

Equilíbrio dinâmico é a situação em que o corpo se move em movimento retilíneo uniforme: a velocidade é constante em módulo, direção e sentido, e a força resultante é nula. Nessa condição, a resultante é nula em cada direção, $F_{R,x}=0$ e $F_{R,y}=0$, ou seja, a força motora equilibra o arrasto e a sustentação equilibra o peso.

Analisando as demais afirmações: o par força da hélice sobre o ar e força do ar sobre a hélice é um par de ação e reação, que sempre tem módulos iguais e atua em corpos diferentes, e isso não tem relação com o equilíbrio do avião. Se a resultante tivesse a direção e o sentido do movimento, haveria aceleração, e não equilíbrio. E peso e sustentação, ou motora e arrasto, não são pares ação-reação: atuam no mesmo corpo e, quando iguais em módulo, é por causa da condição de equilíbrio, e não pela terceira lei.

Q40

Eletrodinâmica — Primeira lei de Ohm — Resistência do corpo e efeitos da corrente

Durante a montagem de um circuito elétrico utilizando uma fonte de tensão de 12 V, um aluno, por descuido, sente um formigamento em sua mão, devido à passagem de uma corrente elétrica. Curioso sobre o fato, ele realiza uma pesquisa sobre os efeitos fisiológicos da corrente elétrica sobre o corpo humano e encontra uma tabela, apresentada a seguir.

Intensidade da corrente elétrica	Efeitos fisiológicos
0,5 mA a 1 mA	Limiar da sensibilidade
1mA a 10 mA	Formigamento
10 mA a 50 mA	Dor
50 mA a 250 mA	Queimaduras; parada cardíaca

Disponível em: https://ebramec.edu.br/wp-content/uploads/2017/04/V-Congresso-Aula-Eletro.pdf. Acesso em: 23 mar. 2022 (adaptado).

O aluno, então, decidiu estimar a resistência elétrica, da parte do seu corpo que foi sujeita à corrente elétrica.

Nessas condições, dentro dos valores citados, qual seria o mais apropriado?

A)120 Ω.

B)400 Ω.

C)900 Ω.

D)1700 Ω.

Gabarito

Resolução

O aluno sentiu formigamento, então a corrente esteve na faixa de 1 mA a 10 mA. Com a tensão de 12 V e a primeira lei de Ohm, $R=\dfrac Ui$:

para $i=10$ mA $=1{,}0\times10^{-2}$ A: $R=\dfrac{12}{1{,}0\times10^{-2}}=1\,200\ \Omega$;

para $i=1$ mA $=1{,}0\times10^{-3}$ A: $R=\dfrac{12}{1{,}0\times10^{-3}}=12\,000\ \Omega$.

Logo a resistência da parte do corpo estaria entre 1 200 Ω e 12 000 Ω. Entre os valores oferecidos, 120 Ω, 400 Ω e 900 Ω daria correntes de 100 mA, 30 mA e cerca de 13 mA, que cairiam nas faixas de queimaduras e dor, e não na do formigamento. Apenas 1 700 Ω leva a $i=\dfrac{12}{1\,700}\approx7$ mA, dentro da faixa do formigamento.