UniEVANGÉLICA · 2019/1 — Medicina — Questões de Física comentadas — Método TEF

Tycho Brahe propôs um modelo que mantinha a Terra imóvel como centro: o Sol orbitava a Terra, e os demais planetas orbitavam o Sol.

Esse arranjo é chamado geo-heliocêntrico. Entre os nomes apresentados, é o que corresponde à permanência da Terra no centro do modelo.

Copérnico e Kepler defenderam modelos com a Terra orbitando o Sol. O papel de Newton foi formular leis mecânicas e gravitacionais que explicam esses movimentos.

Referência histórica: NASA — The Solar System.

Alternativa correta: D.

Primeiro calculamos o comprimento sem arredondar as etapas intermediárias.

$$\Delta L=\alpha L_0\Delta T$$

$$\Delta L=2\times10^{-5}\cdot1{,}00\cdot200{,}0=0{,}004\ \mathrm{m}$$

$$L=L_0+\Delta L=1{,}004\ \mathrm{m}$$

Na soma final, a regra de casas decimais limita o resultado à casa dos centésimos, pois o comprimento inicial foi escrito como 1,00 m.

$$L=1{,}00\ \mathrm{m}$$

Isso não significa que a dilatação seja zero, mas que ela não aparece na representação final com essa resolução. Seguimos a instrução de não propagar as incertezas fornecidas.

Alternativa correta: A.

Adotamos o sentido para a esquerda como positivo e modelamos cada captura como uma colisão perfeitamente inelástica sem impulso externo horizontal relevante.

Na primeira captura, o peixe de massa 3m incorpora o de massa 2m.

$$3m\cdot3v+2m\cdot2v=5mV_1$$

$$V_1=\frac{13}{5}v$$

Na segunda, esse conjunto incorpora o peixe de massa m.

$$5mV_1+m v=6mV_f$$

$$13mv+mv=6mV_f$$

$$V_f=\frac{14}{6}v$$

$$V_f=\frac73v$$

O resultado final também pode ser obtido diretamente pela soma dos momentos iniciais e pela massa total.

Alternativa correta: A.

Ressalva editorial. O gabarito fornecido marca Q₁ < Q₂, mas o caminho 1 é a curva superior na expansão. O gráfico e a primeira lei implicam Q₁ > Q₂, relação ausente das opções. A questão fica fora da correção automática.

Os dois caminhos são expansões entre os mesmos estados. O trabalho realizado pelo gás é a área sob a curva no diagrama p × V.

$$W=\int p\,dV$$

O caminho 1 está acima do caminho 2 em toda a expansão; portanto:

$$W_1>W_2$$

A variação de energia interna é a mesma para os dois caminhos, pois depende dos estados inicial e final.

$$\Delta U=Q_1-W_1=Q_2-W_2$$

$$Q_1-Q_2=W_1-W_2$$

$$Q_1>Q_2$$

A chave fornecida aponta a desigualdade oposta. Os estados desenhados também não têm o mesmo volume, de modo que não há base para impor ΔU = 0 e identificar calor e trabalho separadamente.

Gabarito da fonte: C.

Ressalva editorial. O gabarito atribui a diferença à constante elástica, mas o enunciado não iguala as massas dos dois sistemas. Como o período depende de m/k, a mudança de massa também pode explicar o gráfico. A questão fica fora da correção automática por ambiguidade.

As curvas apresentam a mesma amplitude, mas períodos diferentes. Na figura, a curva azul repete o máximo em aproximadamente 6 s, enquanto a vermelha o repete em aproximadamente 5 s.

$$T=2\pi\sqrt{\frac{m}{k}}$$

A diferença de período mostra que a razão m/k difere entre os sistemas. Ela pode decorrer de uma mudança de k, de m ou de ambos.

Se as massas fossem iguais, um período menor indicaria uma constante elástica maior, o que sustentaria a chave fornecida. Porém, o texto não estabelece a igualdade das massas.

As duas curvas partem aproximadamente da origem crescendo, compatíveis com a mesma fase inicial; o deslocamento progressivo entre elas decorre dos períodos distintos.

Gabarito da fonte: B.

Somamos separadamente as componentes horizontais e verticais dos três vetores.

$$R_x=E_{1x}+E_{2x}+E_{3x}$$

$$R_y=E_{1y}+E_{2y}+E_{3y}$$

As três componentes horizontais apontam para a direita. Na vertical, a componente para baixo do vetor E₃ supera a soma das componentes para cima de E₁ e E₂.

Assim, a resultante aponta para a direita e ligeiramente para baixo. Entre as letras dispostas ao redor da figura, essa orientação corresponde à posição F.

A conclusão usa a escala gráfica do desenho, pois não são fornecidos módulos ou ângulos numéricos.

Alternativa correta: C.

A corrente total de 3 A entra e sai por vértices opostos da diagonal espacial do cubo. Como todas as arestas têm a mesma resistência, os três ramos que partem do vértice de entrada são equivalentes.

$$I_1=\frac33=1\ \mathrm{A}$$

Os três vértices seguintes são equipotenciais por simetria. De cada um deles partem duas arestas equivalentes para a camada seguinte; a corrente de 1 A se divide igualmente.

$$I_2=\frac12=0{,}50\ \mathrm{A}$$

A aresta marcada R pertence a essa camada intermediária de seis arestas, por isso conduz 0,50 A. Na saída, as correntes voltam a se reunir em três ramos de 1 A.

Alternativa correta: D.

A luminosidade é potência, portanto a energia emitida em um segundo é:

$$E=P\Delta t$$

$$E=4{,}5\times10^{26}\cdot1=4{,}5\times10^{26}\ \mathrm{J}$$

A perda de massa equivalente é obtida pela relação massa-energia.

$$\Delta m=\frac{E}{c^2}$$

$$\Delta m=\frac{4{,}5\times10^{26}}{(3{,}0\times10^8)^2}$$

$$\Delta m=5{,}0\times10^9\ \mathrm{kg}$$

Esse é o módulo da massa perdida por radiação em um segundo; a variação algébrica da massa solar é negativa.

Alternativa correta: B.

A força elétrica sobre a carga positiva é horizontal, no sentido do campo. O peso é vertical. A tração equilibra as duas forças.

$$T\sin\alpha=QE$$

$$T\cos\alpha=mg$$

$$\tan\alpha=\frac{QE}{mg}$$

A separação horizontal s na figura é a projeção do fio de comprimento L.

$$s=L\sin\alpha$$

Para o pequeno ângulo indicado:

$$\sin\alpha\approx\tan\alpha$$

$$s\approx\frac{QEL}{mg}$$

O símbolo s representa o deslocamento do pêndulo em relação à vertical, não a distância entre as placas do capacitor.

Alternativa correta: A.

Ressalva editorial. Com os níveis e h = 4,5 × 10⁻¹⁵ eV·s impressos, a frequência é aproximadamente 2,69 × 10¹⁵ Hz, ausente das alternativas. A chave fornecida foi preservada e a questão fica fora da correção automática.

O estado fundamental é n = 1; o primeiro excitado é n = 2; o segundo excitado é n = 3. Portanto, a transição pedida é de n = 3 para n = 1.

$$E_3=-1{,}51\ \mathrm{eV}$$

$$E_1=-13{,}6\ \mathrm{eV}$$

$$E_\gamma=E_3-E_1$$

$$E_\gamma=-1{,}51-(-13{,}6)=12{,}09\ \mathrm{eV}$$

Usamos a constante h = 4,5 × 10⁻¹⁵ eV·s impressa no caderno.

$$f=\frac{E_\gamma}{h}$$

$$f=\frac{12{,}09}{4{,}5\times10^{-15}}$$

$$f\approx2{,}69\times10^{15}\ \mathrm{Hz}$$

O valor não aparece nas alternativas. A chave fornecida indica 3,02 × 10¹⁵ Hz, que seria obtido usando h aproximado por 4,0 × 10⁻¹⁵ eV·s, não o dado impresso. Não substituímos silenciosamente a constante da fonte.

Gabarito da fonte: C.