RB Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED

UVV 2025.1 | Medicina — 1ª etapa — Física comentada — Método TEF

Questões de Física da UVV 2025.1 — Medicina — 1ª etapa, com resolução comentada, gabarito e análise de demanda, desafios e domínio pelo Método TEF.

Q41
Mecânica — Cinemática — Queda livre

As piscinas para saltos ornamentais devem ter dimensões mínimas de 20 por 25 metros e uma profundidade de 5 metros no ponto mais profundo. Além disso, a estrutura inclui uma torre com plataformas, localizadas a 10 metros acima da superfície da água e trampolins a 3 metros de altura.

Modelando o salto ornamental como uma queda livre, considere o salto a partir da plataforma de 10 metros com velocidade inicial nula.

Determine a velocidade final do saltador ao atingir a superfície da água. Desconsidere a resistência do ar e o movimento na horizontal. Adote g = 9,8 m/s².

A)13 m/s.
B)14 m/s.
C)15 m/s.
D)16 m/s.
E)18 m/s.

Gabarito do arquivo-fonte

B
Resolução

A queda começa na plataforma de 10 m, a partir do repouso. A profundidade da piscina e a altura do trampolim não participam dessa etapa até a superfície.

\[v^2=v_0^2+2gh\]
\[v^2=2\cdot9{,}8\cdot10\]
\[v^2=196\]
\[\boxed{v=14\ \mathrm{m/s}}\]

Esse é o módulo da velocidade imediatamente antes de tocar a água. O movimento dentro da piscina exigiria outro modelo, com as forças exercidas pela água.

Alternativa correta: B

Q42
Mecânica — Hidrostática — Pressão absoluta

As piscinas para saltos ornamentais devem ter dimensões mínimas de 20 por 25 metros e uma profundidade de 5 metros no ponto mais profundo, para garantir a segurança.

Supondo que um saltador atinja o ponto mais profundo da piscina após o salto, qual é a pressão exercida sobre ele nessa profundidade?

Adote g = 9,8 m/s², massa específica da água de 1000 kg/m³ e pressão atmosférica de 101 kPa.

A)59 kPa.
B)98 kPa.
C)101 kPa.
D)119 kPa.
E)150 kPa.

Gabarito do arquivo-fonte

E
Resolução

A pressão absoluta a 5 m de profundidade inclui a pressão atmosférica sobre a superfície e o acréscimo hidrostático da coluna de água.

\[\Delta p=\rho gh\]
\[\Delta p=1000\cdot9{,}8\cdot5\]
\[\Delta p=49000\ \mathrm{Pa}\]
\[\Delta p=49\ \mathrm{kPa}\]
\[p=p_{\mathrm{atm}}+\Delta p\]
\[p=101+49\]
\[\boxed{p=150\ \mathrm{kPa}}\]

Os 49 kPa representam somente a pressão manométrica. A velocidade adquirida no salto não entra nessa estimativa hidrostática.

Alternativa correta: E

Q43
Termologia — Transmissão de Calor — Condução térmica

Uma construtora, visando desenvolver uma casa com melhor conforto térmico, realizou um experimento para verificar o comportamento da temperatura em uma parede de madeira. A parede possuía 0,12 m de espessura e uma área de 10000 cm². A temperatura da superfície externa da parede era de 35°C, com um fluxo de calor de 8,0 W. Disponível em: https://g1.globo.com. Acesso: 22/07/2024.

Determine a temperatura da superfície interna da parede.

Considere que o coeficiente de condutividade térmica da madeira é de 0,08 W/(m·K).

A)21 °C.
B)22 °C.
C)23 °C.
D)24 °C.
E)25 °C.

Gabarito do arquivo-fonte

C
Resolução

A taxa de transferência de calor através de uma parede plana, em regime estacionário, depende da condutividade, da área, da espessura e da diferença entre as temperaturas das faces. A face externa é a mais quente no modelo considerado.

\[A=10000\ \mathrm{cm^2}\]
\[A=1{,}00\ \mathrm{m^2}\]
\[\Phi=\frac{kA(T_e-T_i)}{L}\]
\[T_e-T_i=\frac{\Phi L}{kA}\]
\[35-T_i=\frac{8{,}0\cdot0{,}12}{0{,}08\cdot1}\]
\[35-T_i=12\]
\[\boxed{T_i=23\ ^\circ\mathrm{C}}\]

O fluxo dado em watts representa uma taxa de calor, não uma energia. A área de 10000 cm² equivale a 1 m², pois a conversão envolve o quadrado da unidade de comprimento.

Alternativa correta: C

Q44
Termologia — Transmissão de Calor — Condução em parede composta

A parede de um frigorífico industrial é formada por duas camadas. A camada interna consiste em cortiça com 10 cm de espessura e condutividade térmica de 0,04 W/(m·K). A camada externa é feita de concreto, com 20 cm de espessura e condutividade térmica de 0,80 W/(m·K). Sabe-se que a temperatura da superfície interna da parede do frigorífico é de -19°C, enquanto a temperatura da superfície externa é de 25°C.

Determine a temperatura na interface entre as duas camadas.

A)6,0 °C.
B)10,0 °C.
C)16,0 °C.
D)21,0 °C.
E)24,0 °C.

Gabarito do arquivo-fonte

D
Resolução

Em regime estacionário, a mesma taxa de calor atravessa as duas camadas. Considere a área comum e defina resistências térmicas por unidade de área.

\[R'_c=\frac{L_c}{k_c}\]
\[R'_c=\frac{0{,}10}{0{,}04}\]
\[R'_c=2{,}5\ \mathrm{m^2K/W}\]
\[R'_b=\frac{0{,}20}{0{,}80}\]
\[R'_b=0{,}25\ \mathrm{m^2K/W}\]

O fluxo por área é a diferença total de temperatura dividida pela soma dessas resistências.

\[q''=\frac{25-(-19)}{2{,}5+0{,}25}\]
\[q''=16\ \mathrm{W/m^2}\]

A queda térmica entre a face externa e a interface ocorre no concreto, cuja resistência por unidade de área é 0,25 m²K/W.

\[25-T_x=q''R'_b\]
\[25-T_x=16\cdot0{,}25\]
\[\boxed{T_x=21\ ^\circ\mathrm{C}}\]

A maior queda térmica acontece na cortiça, que oferece dez vezes a resistência do concreto. A temperatura da interface não é a média aritmética das temperaturas externas.

Alternativa correta: D

Q45
Mecânica — Trabalho e Energia — Energia elástica no bungee jumping

O bungee jumping é uma prática esportiva e recreativa que envolve saltar de uma grande altura enquanto se está preso a um elástico. Essa atividade é conhecida por proporcionar uma intensa descarga de adrenalina e uma sensação única de liberdade e queda livre. Os elásticos no bungee jumping são de vital importância, tanto para a segurança quanto para a experiência geral do salto. Eles garantem que o praticante possa desfrutar da adrenalina do salto de maneira segura, controlada e emocionante. Disponíveis em: https://www.thrillophilia.com. Acesso em 09/08/2024. Uma pessoa irá realizar um salto utilizando um elástico que possui comprimento relaxado de 3 metros, e o elástico deverá apresentar um alongamento máximo de 6 metros durante o salto, totalizando 9 metros de queda. Sabe-se que a massa da pessoa incluindo todos os equipamentos de segurança é de 100 kg. Assumir o comportamento do elástico igual ao comportamento de uma mola ideal submetida à tração, e desconsiderar a resistência do ar. A constante do elástico é igual a: Utilizar a aceleração da gravidade igual a 10 m/s².

A)100 N/m.
B)200 N/m.
C)300 N/m.
D)400 N/m.
E)500 N/m.

Gabarito do arquivo-fonte

E
Resolução

A pessoa parte do repouso e para momentaneamente no ponto mais baixo. No modelo sem perdas, a diminuição da energia potencial gravitacional vira energia elástica. A queda total é de 9 m, mas o alongamento do elástico é de apenas 6 m.

\[mgh=\frac12kx^2\]
\[100\cdot10\cdot9=\frac12k\cdot6^2\]
\[9000=18k\]
\[\boxed{k=500\ \mathrm{N/m}}\]

Os primeiros 3 m de queda ocorrem antes de o elástico se alongar. No ponto de máxima extensão a velocidade é zero, mas a aceleração não precisa ser: não se deve impor equilíbrio de forças nesse instante.

Alternativa correta: E

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