RB Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED

UniRV · 2023/2 — Formosa — Questões de Física comentadas — Método TEF

Universidade de Rio Verde

Processo Seletivo 2023/2 — Medicina · Campus Formosa · aplicado em 15/06/2023 · Física — questões 11 e 12.

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Q11
Termologia — Calorimetria — Custo do banho com chuveiro eletrico

Um determinado chuveiro elétrico possui uma vazão de 5 L/min e pode fazer com que a água atinja uma temperatura de 50 °C. Em uma cidade, o valor do m³ de água é R$ 10,00 e o valor do quilowatt-hora é R$ 1,00. A partir das informações, julgue as afirmativas em V para verdadeiras ou F para falsas. (Dados: calor específico da água = 4,2 kJ/kg.K e massa específica da água = 1000 kg/m³)

A)Considerando que um chuveiro trabalha em sua potência máxima, um banho de 10 min, caso a água esteja em uma temperatura inicial de 10 °C, custaria 7/3 de reais.
B)Considerando que um chuveiro trabalha em sua potência máxima, um banho de 10 min, caso a água esteja em uma temperatura inicial de 20 °C, custaria 9/4 de reais.
C)Considerando que um chuveiro trabalha em sua potência máxima, um banho de 5 min, caso a água esteja em uma temperatura inicial de 10 °C, custaria menos de R$ 1,50.
D)Considerando que um chuveiro trabalha em sua potência máxima, um banho de 5 min, caso a água esteja em uma temperatura inicial de 20 °C, custaria menos de R$ 1,00.

Gabarito oficial (preliminar)

F · V · V · F
Resolução

A) Falsa. A massa em 10 min é $m=50\ \text{kg}$. A energia é $Q=mc\Delta\theta=50\cdot 4{,}2\cdot 40=8\,400\ \text{kJ}=\dfrac{8\,400}{3\,600}=\dfrac{7}{3}\ \text{kWh}$, que custam R$ 7/3. Mas o banho também gasta $50\ \text{L}=0{,}05\ \text{m}^3$ de água, ou R$ 0,50. O custo total é $\dfrac{7}{3}+\dfrac{1}{2}=\dfrac{17}{6}$ reais, e não 7/3.

B) Verdadeira. Agora $\Delta\theta=30\ \text{K}$: $Q=50\cdot 4{,}2\cdot 30=6\,300\ \text{kJ}=1{,}75\ \text{kWh}=\dfrac{7}{4}$ reais de energia. Somando R$ 0,50 da água: $\dfrac{7}{4}+\dfrac{1}{2}=\dfrac{9}{4}$ reais.

C) Verdadeira. Em 5 min: $m=25\ \text{kg}$ e $Q=25\cdot 4{,}2\cdot 40=4\,200\ \text{kJ}=\dfrac{7}{6}\ \text{kWh}\approx 1{,}17$ reais. A água custa $0{,}025\cdot 10=0{,}25$ reais. O total é $\approx 1{,}42$, menor que 1,50.

D) Falsa. $Q=25\cdot 4{,}2\cdot 30=3\,150\ \text{kJ}=0{,}875\ \text{kWh}$, ou R$ 0,875. Com R$ 0,25 da água, o total é R$ 1,125, maior que 1,00.

Q12
Mecânica — Dinamica — Atrito com forca inclinada para baixo
Bloco sobre superfície horizontal com uma força F aplicada na face superior, inclinada para baixo e para a direita, formando o ângulo θ com a horizontal

Um bloco de 1,0 kg está inicialmente em repouso em uma superfície plana onde o coeficiente de atrito estático corresponde a 0,5 e o coeficiente de atrito cinético corresponde a 0,25. Considere que uma força constante ($\vec{F}$) é aplicada sobre o bloco na direção indicada na figura ($\theta$) em um local onde a aceleração da gravidade vale 10 m/s². De acordo com a situação, julgue as afirmativas em V para verdadeiras ou F para falsas. (Dados: sen 30° = 0,5 e cos 30° = 0,87).

A)Para $\theta=30^\circ$ e $|\vec F|=10\ \text{N}$, a força de atrito corresponde a 7,2 N e o bloco permanece em repouso.
B)Para $\theta=30^\circ$ e $|\vec F|=15\ \text{N}$, a força de atrito corresponde a 8,75 N e o bloco permanece em repouso.
C)Para $\theta=30^\circ$ e $|\vec F|=20\ \text{N}$, a força de atrito corresponde a 5,0 N e o bloco se move com aceleração constante.
D)Para $\theta=30^\circ$ e $|\vec F|=30\ \text{N}$, a força de atrito corresponde a 6,25 N e o bloco se move com velocidade constante.

Gabarito oficial (preliminar)

F · F · V · F
Resolução

A) Falsa. A força empurra o bloco para baixo e para a direita: $N=P+F\,\text{sen}\,30^\circ=10+5=15\ \text{N}$. O atrito estático máximo é $0{,}5\cdot 15=7{,}5\ \text{N}$. A componente horizontal é $F\cos 30^\circ=8{,}7\ \text{N}>7{,}5\ \text{N}$, e o bloco desliza. Em movimento, o atrito é cinético, $0{,}25\cdot 15=3{,}75\ \text{N}$, e não 7,2 N.

B) Falsa. $N=10+7{,}5=17{,}5\ \text{N}$ e o atrito estático máximo é $0{,}5\cdot 17{,}5=8{,}75\ \text{N}$ (o valor citado é só esse limite). A componente motora, $15\cdot 0{,}87=13{,}05\ \text{N}$, o supera, e o bloco se move, com atrito cinético de $4{,}375\ \text{N}$.

C) Verdadeira. $N=10+10=20\ \text{N}$ e $f_c=0{,}25\cdot 20=5{,}0\ \text{N}$. Como $F_x=20\cdot 0{,}87=17{,}4\ \text{N}>f_{e,\text{max}}=10\ \text{N}$, o bloco desliza com $a=\dfrac{17{,}4-5{,}0}{1{,}0}=12{,}4\ \text{m/s}^2$, constante.

D) Falsa. $N=10+15=25\ \text{N}$ e $f_c=0{,}25\cdot 25=6{,}25\ \text{N}$ está certo. Porém $F_x=30\cdot 0{,}87=26{,}1\ \text{N}$, muito maior que o atrito. A resultante é $19{,}85\ \text{N}$, e o bloco acelera a $\approx 19{,}9\ \text{m/s}^2$, e não com velocidade constante.