RB Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED
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UniEVANGÉLICA · 2016/1 — Medicina — Questões de Física comentadas — Método TEF

Universidade Evangélica de Goiás

Vestibular 2016.1 — Medicina · Física, questões 61 a 70.

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Q61
Física Geral — Análise Dimensional — Expoente na expressão da velocidade em um loop

A velocidade mínima necessária para executar um loop em montanha-russa tem relação com o raio R do loop e com a aceleração da gravidade local g, por meio da equação \(v=(Rg)^\alpha\). Nesse contexto, qual deve ser o valor de α?

A)1
B)1½
C)\(1/2\)
D)2

Gabarito oficial fornecido — Medicina 2016.1

C
Resolução

A expressão deve ter dimensão de velocidade. O produto do raio pela aceleração tem dimensão de velocidade ao quadrado.

$$[Rg]=\mathrm{m^2/s^2}$$

$$[(Rg)^\alpha]=\mathrm{m^{2\alpha}s^{-2\alpha}}$$

$$2\alpha=1$$

$$\alpha=\frac12$$

A análise determina o expoente, mas não determina eventuais coeficientes adimensionais.

Alternativa correta: C.

Q62
Mecânica — Trabalho e Energia — Trabalho da mola entre duas deformações

Uma mola elástica ideal fica em equilíbrio na vertical após distender 5,0 cm, com uma massa de 10 kg na sua extremidade. Posteriormente, essa mola é montada em um sistema bloco-mola, livre de atrito. Com uma força externa, esse sistema é deslocado da origem dos espaços até a posição x2 =8,0 cm. Nesse ponto o sistema é solto e o gráfico a seguir apresenta o módulo da força exercida pela mola ao bloco versus o deslocamento do bloco. Use g=10m/s 2.

Qual é o trabalho da força elástica, em Joule, para deslocar o bloco de x2 até x 1 = 2,0cm?

Força elástica proporcional à deformação: F1 em x1 e F2 em x2, com reta passando pela origem.
Figura do caderno original · toque para ampliar.
A)5,6
B)6,4
C)6,8
D)6,0

Gabarito oficial fornecido — Medicina 2016.1

D
Resolução

O equilíbrio vertical permite obter a constante elástica. Convertemos a deformação de 5 cm para metros.

$$k\Delta x=mg$$

$$k=\frac{10\cdot10}{0{,}05}=2000\ \mathrm{N/m}$$

Na montagem horizontal, o trabalho da mola é a diminuição da energia potencial elástica.

$$W=\frac{k}{2}(x_2^2-x_1^2)$$

$$W=1000(0{,}08^2-0{,}02^2)$$

$$W=6{,}0\ \mathrm J$$

O trabalho é positivo porque o bloco se aproxima da posição de equilíbrio.

Alternativa correta: D.

Q63
Termologia — Calorimetria — Calor específico em mistura isolada

Em um calorímetro ideal coloca-se 60 gramas de água (1,0 cal/g °C) a 18 °C e posteriormente um pedaço de 40 gramas de um material, à temperatura de 98 °C. Após certo tempo, o sistema se equilibra em 23 °C.

Qual é o calor específico desse material, em cal/g°C?

A)0,67
B)0,10
C)0,80
D)1,10

Gabarito oficial fornecido — Medicina 2016.1

B
Resolução

Desprezando a capacidade térmica do calorímetro e as trocas com o ambiente, o calor recebido pela água é igual ao cedido pelo material.

$$60\cdot1\cdot(23-18)=40c(98-23)$$

$$300=3000c$$

$$c=0{,}10\ \mathrm{cal/(g\cdot{}^{\circ}C)}$$

Cada corpo tem sua própria variação de temperatura: 5 °C para a água e 75 °C para o material.

Alternativa correta: B.

Q64
Mecânica — Cinemática — Velocidade média no gráfico velocidade-tempo

Leia o gráfico da velocidade de um móvel versus o tempo.

De acordo com os dados apresentados no gráfico, verificou-se que a

Velocidade cresce linearmente de 8 m/s em zero segundo para 12 m/s em dois segundos.
Figura do caderno original · toque para ampliar.
A)velocidade escalar média é 10 m/s.
B)aceleração escalar do móvel é 5,0 m/s².
C)distância percorrida no intervalo é 4,0 m.
D)equação horária da velocidade é \(v=8{,}0+5{,}0t\).

Gabarito oficial fornecido — Medicina 2016.1

A
Resolução

A velocidade cresce linearmente de 8 para 12 m/s em 2 s. A velocidade média corresponde à média dos valores extremos nesse movimento uniformemente variado.

$$v_m=\frac{8+12}{2}=10\ \mathrm{m/s}$$

Conferindo as demais grandezas:

$$a=\frac{12-8}{2}=2\ \mathrm{m/s^2}$$

$$\Delta s=v_m\Delta t=10\cdot2=20\ \mathrm m$$

$$v(t)=8+2t$$

O gráfico permanece acima de zero; neste intervalo, distância e módulo do deslocamento coincidem.

Alternativa correta: A.

Q65
Termologia — Termodinâmica — Temperatura em compressão isobárica

A compressão de A até B de uma amostra de gás ideal está descrita nos gráficos a seguir. A temperatura do gás no ponto B, em K, será

Compressão isobárica a 8 mil pascals, de 3 para 1 litro. O estado A tem temperatura de 300 kelvin.
Figura do caderno original · toque para ampliar.
A)100
B)50
C)150
D)200

Gabarito oficial fornecido — Medicina 2016.1

A
Resolução

O diagrama pressão-volume mostra uma transformação isobárica. Para uma quantidade fixa de gás ideal, V/T permanece constante.

$$\frac{V_A}{T_A}=\frac{V_B}{T_B}$$

$$\frac{3\times10^{-3}}{300}=\frac{1\times10^{-3}}{T_B}$$

$$T_B=100\ \mathrm K$$

A razão de volumes é 1/3 e a temperatura absoluta diminui nessa mesma razão.

Alternativa correta: A.

Q66
Física Moderna — Física Quântica — Comprimento de onda de de Broglie

Em sua proposta, de Broglie escreveu que um elétron, de massa de repouso 9,1 × 10⁻³¹ kg, também se comporta como uma onda de matéria. Considere h = 6,63 × 10⁻³⁴ J·s. Qual é o comprimento de onda, em metros, de um elétron que viaja a 3,0 × 10⁶ m/s?

A)\(1{,}1\times10^{-10}\)
B)\(19\times10^{-10}\)
C)\(4{,}1\times10^{-10}\)
D)\(2{,}4\times10^{-10}\)

Gabarito oficial fornecido — Medicina 2016.1

D
Resolução

A velocidade é 1% da velocidade da luz; a aproximação não relativística p = mv é adequada para a precisão pedida.

$$\lambda=\frac{h}{p}$$

$$\lambda=\frac{6{,}63\times10^{-34}}{9{,}1\times10^{-31}\cdot3{,}0\times10^6}$$

$$\lambda\approx2{,}43\times10^{-10}\ \mathrm m$$

A relação associa momento linear a comprimento de onda de matéria; não usamos a velocidade da luz no denominador.

Alternativa correta: D.

Q67
Mecânica — Dinâmica — Inércia e função do cinto de segurança

Em 2015 o cantor sertanejo Cristiano Araújo faleceu em um acidente automobilístico. A perícia mostrou que ele estava sem o cinto de segurança, um item de segurança de uso obrigatório.

A utilização desse item está embasada na lei física

A)do movimento.
B)da relatividade.
C)da inércia.
D)da ação e reação.

Gabarito oficial fornecido — Medicina 2016.1

C
Resolução

Quando o veículo freia, o passageiro tende a manter sua velocidade anterior em relação ao solo. Para que seu movimento acompanhe a desaceleração do veículo, é necessária uma força sobre seu corpo.

O cinto transmite essa força e restringe o deslocamento do passageiro em relação ao carro. A situação ilustra a primeira lei de Newton, conhecida como lei da inércia.

Inércia não é uma força que empurra o passageiro para a frente: é a propriedade de resistir à mudança do estado de movimento.

Alternativa correta: C.

Q68
Termologia — Termodinâmica — Irreversibilidade e segunda lei

Na construção da termodinâmica clássica, dúvidas apresentadas por Carnot foram posteriormente esclarecidas por meio da segunda lei da termodinâmica.

A segunda lei trata da

A)conversão completa de calor em trabalho.
B)irreversibilidade de alguns processos na natureza.
C)relação entre temperatura e energia interna.
D)conservação da energia de um sistema termodinâmico.

Gabarito oficial fornecido — Medicina 2016.1

B
Resolução

A segunda lei estabelece restrições ao sentido dos processos naturais e à conversão de calor em trabalho. Em um sistema isolado, a entropia não diminui.

$$\Delta S_{isolado}\geq0$$

Processos irreversíveis produzem entropia. Já a conservação da energia corresponde à primeira lei; conservar energia não garante que a transformação inversa ocorra espontaneamente.

Uma máquina cíclica que recebe calor de uma única fonte não pode convertê-lo integralmente em trabalho.

Alternativa correta: B.

Q69
Eletricidade — Eletrodinâmica — Custo mensal por ciclos de lavagem

A figura a seguir apresenta as características de uma máquina de lavar roupas.

Considere que uma determinada família lava 30 kg de roupa por semana.

Sabendo-se que 1,0 kWh custa R$ 0,70 com os impostos, ao final de um mês, essa família pagará, em reais, aproximadamente

Etiqueta de máquina de lavar: capacidade de 15 kg, consumo elétrico de 0,46 kWh por ciclo e consumo de água de 197 litros por ciclo.
Figura do caderno original · toque para ampliar.
A)2,10
B)2,57
C)5,60
D)11,20

Gabarito oficial fornecido — Medicina 2016.1

B
Resolução

A etiqueta informa capacidade de 15 kg e consumo de 0,46 kWh por ciclo. Para lavar 30 kg por semana, consideramos dois ciclos completos.

$$n_{semana}=\frac{30}{15}=2$$

Adotando um mês de quatro semanas, como pressupõem as alternativas:

$$n_{mês}=2\cdot4=8$$

$$E=8\cdot0{,}46=3{,}68\ \mathrm{kWh}$$

$$C=3{,}68\cdot0{,}70=2{,}576\ \mathrm{reais}$$

O valor é cerca de R$ 2,58; R$ 2,57 é a aproximação apresentada no caderno. O resultado considera apenas o consumo elétrico indicado, sem tarifa de água.

Alternativa correta: B.

Q70
Física Moderna — Relatividade — Contração do comprimento de uma espaçonave

Uma espaçonave mede 100 m em repouso e viaja paralelamente ao seu comprimento a 1,3 × 10⁸ m/s em relação a um observador terrestre. Use c = 3,0 × 10⁸ m/s. Para esse observador, qual é o comprimento aproximado da espaçonave, em metros?

A)70
B)80
C)90
D)100

Gabarito oficial fornecido — Medicina 2016.1

C
Resolução

Os 100 m correspondem ao comprimento próprio, medido com a espaçonave em repouso. O observador terrestre mede o comprimento na direção do movimento.

$$L=L_0\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}$$

$$L=100\sqrt{1-\left(\frac{1{,}3}{3{,}0}\right)^2}$$

$$L\approx90{,}1\ \mathrm m$$

A contração depende da razão v/c e afeta o comprimento paralelo ao movimento.

Alternativa correta: C.