UniEVANGÉLICA · 2017/1 — Medicina — Questões de Física comentadas — Método TEF

A tabela mostra que a posição aumenta 4 metros por segundo nos intervalos apresentados. Uma reta compatível com os quatro dados tem equação:

$$x(t)=-8+4t$$

Ela começa em −8 m quando t = 0 e cruza x = 0 em t = 2 s.

$$x(0)=-8\ \mathrm m$$

$$x(2)=0$$

$$x(4)=8\ \mathrm m$$

Entre as opções, o gráfico de posição versus tempo que atende a esses pontos é a reta crescente com intercepto negativo. Os gráficos b e d têm velocidade no eixo vertical, não posição.

Alternativa correta: C.

Interpretamos a força do gráfico como a força resultante na direção do movimento. Seu trabalho é a área sob a curva força versus deslocamento.

De 0 a 2 m, a área é triangular.

$$W_1=\frac{2\cdot4}{2}=4\ \mathrm J$$

De 2 a 5 m, a força permanece em 4 N.

$$W_2=(5-2)\cdot4=12\ \mathrm J$$

$$W=4+12=16\ \mathrm J$$

O corpo parte do repouso e tem massa de 500 g = 0,500 kg.

$$W=\Delta K=\frac12mv^2$$

$$16=\frac12\cdot0{,}500v^2$$

$$v^2=64$$

$$v=8{,}0\ \mathrm{m/s}$$

Alternativa correta: D.

A relação entre as leituras nas escalas é:

$$T_F=\frac95T_C+32$$

Procuramos a mesma leitura numérica x em ambas.

$$x=\frac95x+32$$

$$5x=9x+160$$

$$-4x=160$$

$$x=-40$$

Portanto, −40 °C e −40 °F correspondem à mesma temperatura.

Alternativa correta: A.

As setas indicam um ciclo percorrido no sentido horário. A expansão ocorre, em média, sob pressões maiores que a compressão.

$$W_{ciclo}=\oint p\,dV$$

A área interna do ciclo corresponde a trabalho líquido positivo realizado pelo gás.

$$W_{ciclo}>0$$

Como a máquina retorna ao estado inicial, a energia interna também retorna ao valor inicial.

$$\Delta U_{ciclo}=0$$

Pela primeira lei, o calor líquido recebido no ciclo é igual ao trabalho líquido produzido. Isso não significa ausência de calor rejeitado e não permite superar o limite de Carnot.

Alternativa correta: B.

O coeficiente de restituição é a razão entre os módulos das velocidades normais de separação e aproximação. A superfície permanece parada.

$$e=\frac{v_{depois}}{v_{antes}}$$

Sem resistência do ar, a conservação da energia nos trechos de voo fornece:

$$v_{antes}=\sqrt{2gH}$$

$$v_{depois}=\sqrt{2gh}$$

Substituímos na razão.

$$e=\frac{\sqrt{2gh}}{\sqrt{2gH}}$$

$$e=\sqrt{\frac hH}$$

A energia mecânica não precisa se conservar durante a colisão; a razão das alturas descreve a fração de energia cinética recuperada, que é e².

Alternativa correta: D.

Maxwell reuniu resultados elétricos e magnéticos em uma teoria que prevê ondas eletromagnéticas. A velocidade prevista no vácuo coincide com a velocidade da luz.

$$c=\frac1{\sqrt{\mu_0\varepsilon_0}}$$

Essa correspondência fundamenta a identificação da luz como onda eletromagnética. A dualidade onda-partícula foi desenvolvida no contexto posterior da física quântica; a indução eletromagnética já estava nos trabalhos de Faraday.

Alternativa correta: A.

A balança mede a força normal, embora apresente uma indicação em quilogramas baseada em sua calibração. A massa real do funcionário é 70 kg.

$$N=91g$$

Como a indicação aumenta, a aceleração do elevador aponta para cima.

$$N-mg=ma$$

$$91g-70g=70a$$

$$a=\frac{21}{70}g=0{,}30g$$

Com g ≈ 9,8 m/s²:

$$a\approx2{,}94\ \mathrm{m/s^2}$$

Entre as opções fornecidas, 2,7 m/s² é a mais próxima. O enunciado imprime m/s para a aceleração; a unidade correta da grandeza calculada é m/s². Os dados não fornecem exatamente 2,7 m/s² com o valor usual de g.

Alternativa correta: D.

Ressalva editorial. Questão anulada no gabarito fornecido. A leitura literal da razão 240/12 com 900 espiras produz 18.000 espiras, ausentes das opções. A questão não participa da correção automática.

A questão está anulada no gabarito fornecido. Pela leitura literal do enunciado, o enrolamento de 12 V é chamado primário e tem 900 espiras. O outro enrolamento estaria associado aos 240 V.

Para um transformador ideal em regime alternado:

$$\frac{V_2}{V_1}=\frac{N_2}{N_1}$$

$$N_2=900\frac{240}{12}$$

$$N_2=18000$$

Esse número não aparece nas opções. Se a intenção fosse chamar de primário o enrolamento ligado à rede de 240 V com 900 espiras, o secundário de 12 V teria outro resultado:

$$N_{12V}=900\frac{12}{240}=45$$

Esse valor também não consta. Além disso, uma pilha fornece corrente contínua e não mantém o fluxo variável necessário ao funcionamento de um transformador convencional em regime permanente. O texto precisaria esclarecer a alimentação e o enrolamento de referência. A fonte consultada registra a anulação, sem justificar formalmente seu motivo.

Questão anulada no gabarito fornecido.

Analisamos a fase inicial de aproximação, antes de o ímã atravessar a espira. Ao diminuir a distância, o campo do ímã se intensifica na região da espira e o módulo do fluxo magnético através dela aumenta.

$$\Phi_B=\int\vec B\cdot d\vec A$$

A corrente induzida depende da taxa de variação desse fluxo e não tem intensidade constante.

$$\mathcal E=-\frac{d\Phi_B}{dt}$$

A face sul do ímã se aproxima da espira. Pela lei de Lenz, a corrente deve criar um campo que se oponha ao aumento do fluxo. Portanto, o sentido não pode ser escolhido apenas copiando as setas desenhadas.

A conclusão sobre aumento do fluxo refere-se à aproximação inicial; depois da passagem do ímã, a evolução do fluxo muda.

Alternativa correta: B.

Para cada fio longo, o módulo do campo a uma distância perpendicular R é:

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

A distância de P ao fio 1 é r = 1,0 m e ao fio 2 é 2r = 2,0 m. Pela regra da mão direita, as duas correntes produzem em P campos entrando no plano da figura. Assim, seus módulos se somam.

$$B_1=\frac{\mu_0\cdot2}{2\pi\cdot1}=\frac{\mu_0}{\pi}\ \mathrm{A/m}$$

$$B_2=\frac{\mu_0\cdot3}{2\pi\cdot2}=\frac{3\mu_0}{4\pi}\ \mathrm{A/m}$$

$$B_{total}=\left(\frac{4\mu_0}{4\pi}+\frac{3\mu_0}{4\pi}\right)\mathrm{A/m}$$

$$B_{total}=\frac{7\mu_0}{4\pi}\ \mathrm{A/m}$$

Com μ₀ = 4π × 10⁻⁷ T·m/A, esse campo corresponde a:

$$B_{total}=7\times10^{-7}\ \mathrm T$$

As distâncias devem ser medidas perpendicularmente a cada fio, não até o ponto de cruzamento.

Alternativa correta: A.