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UniEVANGÉLICA · 2014/2 — Medicina — Questões de Física comentadas — Método TEF

Universidade Evangélica de Goiás

Vestibular 2014.2 — Medicina · Física, questões 61 a 70.

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Q61
Eletricidade — Eletrostática — Ponto de campo nulo entre cargas de sinais opostos

A figura a seguir apresenta duas cargas elétricas puntiformes fixas, com valores –q e +9q, que estão separadas pela distância 2d.

Qual é o ponto na figura em que o módulo do vetor campo elétrico, devido às duas cargas elétricas, se anula?

Cargas −q e +9q separadas por 2d. G fica 2d à esquerda de −q; H fica d à esquerda. I fica d à direita de +9q e J fica 2d à direita.
Figura do caderno original · toque para ampliar.
A)H
B)J
C)G
D)I

Gabarito oficial fornecido — Medicina 2014.2

A
Resolução

Entre as cargas, os dois campos apontam da carga positiva para a negativa e se somam. O cancelamento só pode ocorrer fora do segmento, do lado da carga de menor módulo, −q.

Se x é a distância do ponto até −q, a distância até +9q é x + 2d.

$$\frac{kq}{x^2}=\frac{9kq}{(x+2d)^2}$$

$$x+2d=3x$$

$$x=d$$

O ponto H está a uma distância d à esquerda de −q. Ali os campos têm sentidos opostos e módulos iguais.

Alternativa correta: A.

Q62
Óptica — Refração — Imagem aparente de um lápis parcialmente submerso

A figura a seguir apresenta apenas uma parte de um lápis inserido em um copo transparente cheio de água natural.

A visão completa do lápis no copo de água, observado lateralmente, está representada em:

Parte externa de um lápis inclinado aparece acima da água; a parte interna não está desenhada.
Figura do caderno original · toque para ampliar.
Desenhos A e B: A mostra deslocamento da parte submersa para a esquerda; B mostra a parte submersa vertical.
Figura do caderno original · toque para ampliar.
Desenhos C e D: C apresenta deslocamento para baixo; D desloca a parte submersa aparente para cima em relação ao prolongamento da parte externa.
Figura do caderno original · toque para ampliar.
A)Desenho A do caderno.
B)Desenho B do caderno.
C)Desenho C do caderno.
D)Desenho D do caderno.

Gabarito oficial fornecido — Medicina 2014.2

D
Resolução

A luz proveniente da parte submersa passa da água para o ar. Ao sair para o meio de menor índice de refração, o raio se afasta da normal.

$$n_{água}\sin\theta_{água}=n_{ar}\sin\theta_{ar}$$

O observador prolonga os raios recebidos em linha reta e percebe uma posição aparente diferente da posição real. A parte submersa parece mais rasa, produzindo uma quebra aparente na superfície.

A figura adequada mantém a parte externa e desloca a imagem aparente da parte submersa para cima. O lápis não sofre uma deformação física.

Alternativa correta: D.

Q63
Física Moderna — Física Quântica — Modelos Atômicos: Núcleo atômico no espalhamento de Rutherford

A figura a seguir descreve o experimento proposto por Ernest Rutherford, segundo o qual um feixe de partículas alfa incide em cima de uma chapa metálica fina de ouro. Algumas dessas partículas têm trajetória alterada ao atravessarem a chapa de ouro, o que pode ser observado por uma abertura na câmara do experimento.

Observador

Chapa metálica de ouro

Feixe de partículas alfa

Fonte de Radiação

As conclusões obtidas a partir desse experimento se resumem no fato de que

Experimento de Rutherford: partículas alfa atravessam lâmina de ouro; a maioria segue com pequeno desvio e algumas sofrem grandes deflexões.
Figura do caderno original · toque para ampliar.
A)os fótons, ao mudarem de um estado para outro, emitem radiação.
B)os elétrons descrevem órbitas circulares em torno do núcleo.
C)no centro do átomo se concentrava toda a sua carga positiva e massa.
D)no núcleo estavam contidas as partículas positivas e negativas do átomo.

Gabarito oficial fornecido — Medicina 2014.2

C
Resolução

No experimento, a maior parte das partículas alfa atravessa a lâmina com pequeno desvio, enquanto uma pequena fração sofre grandes desvios. Isso indica que o átomo é majoritariamente espaço vazio, com carga positiva concentrada em uma região muito pequena.

O núcleo concentra praticamente toda a massa e a carga positiva do átomo. A expressão toda a massa na alternativa é uma aproximação: os elétrons também possuem massa, muito menor que a nuclear.

As partículas negativas não estão no núcleo; a emissão de fótons em transições não é a conclusão direta desse experimento.

Alternativa correta: C.

Q64
Física Geral — Grandezas e Unidades — Medidas e Algarismos Significativos: Último algarismo significativo como estimado

O circuito anapolino de corrida de rua compreende a distância de 5km, conforme informação contida nos fôlderes promocionais do evento.

Em termos dos critérios que regem os algarismos significativos, verifica-se que

A)a medida de 5km será equivalente à medida de 5.000m.
B)o número 5 é julgado como um algarismo duvidoso.
C)a mudança para metros fornece 4 algarismos significativos.
D)o valor de 5km tem apenas um algarismo correto.

Gabarito oficial fornecido — Medicina 2014.2

B
Resolução

Na convenção de medidas experimentais, o último algarismo significativo é o estimado, também chamado duvidoso. A escrita 5 km tem apenas um algarismo significativo; portanto, o próprio 5 ocupa essa posição.

Converter para metros não cria novos algarismos medidos:

$$5\ \mathrm{km}=5\times10^3\ \mathrm m$$

A palavra duvidoso não significa que a medida seja inútil; indica a posição em que sua incerteza é expressa.

Alternativa correta: B.

Q65
Eletricidade — Eletrostática — Dependência da capacitância com a distância entre placas

A figura a seguir descreve um capacitor didático de placas paralelas.

A d

A capacitância desse capacitor tem dependência

Capacitor plano com duas placas de área A separadas por distância d.
Figura do caderno original · toque para ampliar.
A)inversa com a área superficial das placas paralelas.
B)invariante com a distância entre suas placas paralelas.
C)inversa com a distância que separa as placas paralelas.
D)proporcional com a corrente elétrica nas duas placas.

Gabarito oficial fornecido — Medicina 2014.2

C
Resolução

Para um capacitor ideal de placas paralelas, desprezando efeitos de borda, a capacitância é:

$$C=\frac{\varepsilon A}{d}$$

Mantendo o dielétrico e a área, a capacitância é inversamente proporcional à separação entre placas.

$$C\propto\frac1d$$

Dobrar a distância reduz a capacitância pela metade. A capacitância é uma propriedade geométrica e do meio, não uma proporcionalidade com a corrente nas placas.

Alternativa correta: C.

Q66
Termologia — Dilatação Térmica — Densidade e massa no abastecimento por volume

Existe uma diferença entre abastecer um automóvel com gasolina pela manhã e fazê-lo ao meio dia, sob o sol.

A vantagem de se abastecer pela manhã está

A)na maior densidade da gasolina.
B)na maior massa da gasolina adquirida.
C)no maior volume do tanque do carro.
D)na melhor qualidade da gasolina.

Gabarito oficial fornecido — Medicina 2014.2

A
Resolução

Ressalva editorial. Sob a hipótese de combustível mais frio e mesmo volume comprado, as alternativas sobre maior densidade e maior massa são simultaneamente defensáveis. A chave original foi mantida, e a questão fica fora da correção automática.

No modelo de dilatação usual, combustível mais frio tem maior densidade. Para um mesmo volume adquirido, a massa é proporcional à densidade.

$$m=\rho V$$

Assim, se o combustível efetivamente estiver mais frio pela manhã, tanto a afirmação sobre maior densidade quanto a afirmação sobre maior massa para o mesmo volume são defensáveis. A segunda decorre diretamente da primeira.

O horário, isoladamente, também não determina a temperatura do combustível de um reservatório. A questão não fornece dados que garantam essa diferença térmica.

A chave destaca a densidade, mas as alternativas não são mutuamente exclusivas sob a interpretação que sustenta essa própria chave.

Gabarito da fonte: A.

Q67
Óptica — Princípios da Óptica — Cores: Reflexão seletiva sob iluminação vermelha

O logo da UniEVANGÉLICA é composto pelas cores vermelho (a palavra “Uni”) e azul (a palavra “EVANGÉLICA”).

Se, em um estúdio de luz totalmente escuro, esse logo for iluminado com luz monocromática vermelha, o que ocorrerá?

A)A palavra “Uni” estará em destaque e “EVANGÉLICA” em tons de cinza.
B)A escrita “UniEVANGÉLICA” estará completamente em tom azulado.
C)A palavra “Uni” poderá ser lida normalmente.
D)A palavra “UniEVANGÉLICA” não será iluminada.

Gabarito oficial fornecido — Medicina 2014.2

C
Resolução

Na idealização escolar dos pigmentos, a palavra vermelha reflete luz vermelha e continua visível sob essa iluminação. A parte azul não recebe luz azul para refletir e absorve a maior parte da luz vermelha, aparecendo escura.

A cor percebida depende da combinação entre o espectro da fonte e a reflexão do objeto. Não basta conhecer a cor do logotipo sob luz branca.

A palavra Uni pode ser lida normalmente no modelo; a parte azul não se torna azul sob uma fonte exclusivamente vermelha.

Alternativa correta: C.

Q68
Eletromagnetismo — Força Magnética — Aceleração de uma carga próxima a fio com corrente

A figura apresenta um fio condutor reto e longo percorrido por corrente de intensidade i. A uma distância r do fio, uma carga negativa de módulo q move-se com velocidade v para cima e tem massa m. Considere μ₀ a permeabilidade magnética no vácuo. Em relação ao movimento dessa carga, verifica-se que ela:

Fio vertical com corrente para cima; à esquerda, carga negativa tem velocidade inicial para cima e distância r ao fio.
Figura do caderno original · toque para ampliar.
A)ficará imune à presença da corrente elétrica no fio.
B)terá uma aceleração de módulo \(\frac{\mu_0iqv}{2\pi rm}\).
C)sofrerá força magnética vertical de módulo \(Bi\sin\theta\).
D)será atraída, descrevendo uma curva na direção do fio.

Gabarito oficial fornecido — Medicina 2014.2

B
Resolução

O fio tem corrente para cima. No ponto à esquerda dele, a regra da mão direita fornece campo saindo do plano da figura.

$$B=\frac{\mu_0i}{2\pi r}$$

A velocidade é para cima e perpendicular ao campo. Para carga positiva, v × B apontaria para a direita; como a carga é negativa, a força aponta para a esquerda, afastando-a do fio.

$$F=qvB$$

$$a=\frac{F}{m}$$

$$a=\frac{\mu_0iqv}{2\pi rm}$$

Aqui q representa o módulo da carga. A força é inicialmente horizontal e perpendicular à velocidade, não vertical.

Alternativa correta: B.

Q69
Ondulatória — Ondas Estacionárias — Velocidade do som pela separação entre nós

A figura a seguir descreve um cilindro oco que possui em uma das suas extremidades um pistão móvel que vibra com frequência f =120Hz. Certa quantidade de cortiça em pó se aglomera quando o pistão vibra. Observa-se que dois montes de cortiça se formam na região central do cilindro, além de certa quantidade na extremidade fechada do mesmo.

A velocidade do som, em m/s, dentro do tubo será de

Tubo com cortiça acumulada nos nós de deslocamento nas posições 0, 10 e 20 centímetros; pistão vibra a 120 hertz.
Figura do caderno original · toque para ampliar.
A)72,0
B)36,0
C)12,0
D)24,0

Gabarito oficial fornecido — Medicina 2014.2

D
Resolução

A cortiça se acumula nos nós de deslocamento do ar. A figura mostra nós sucessivos nas posições 0, 10 e 20 cm.

$$\frac\lambda2=10\ \mathrm{cm}$$

$$\lambda=20\ \mathrm{cm}=0{,}20\ \mathrm m$$

Com frequência de 120 Hz:

$$v=f\lambda$$

$$v=120\cdot0{,}20=24\ \mathrm{m/s}$$

O valor é o previsto pelos dados idealizados do caderno. A distância de 20 cm entre o primeiro e o terceiro monte corresponde a um comprimento de onda inteiro.

Alternativa correta: D.

Q70
Física Moderna — Relatividade — Razão entre comprimento contraído e próprio

Um observador fixo visualiza uma barra de comprimento L (quando medida em repouso) movimentando-se no sentido do seu comprimento com 60% da velocidade da luz.

A porcentagem do comprimento L visualizada pelo observador será de

A)80 %
B)36 %
C)64 %
D)94 %

Gabarito oficial fornecido — Medicina 2014.2

A
Resolução

O comprimento próprio L é medido no referencial da barra em repouso. No referencial em que a barra se move longitudinalmente a 0,6c:

$$L_{obs}=L\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}$$

$$\frac{L_{obs}}L=\sqrt{1-0{,}6^2}$$

$$\frac{L_{obs}}L=\sqrt{0{,}64}=0{,}80$$

O comprimento observado é 80% do comprimento próprio; a redução é de 20%.

Alternativa correta: A.