Prova UniRV 2018/1 Medicina (Campus Rio Verde)

Q21

Óptica — Natureza da luz — Experimento de young da dupla fenda

Esquema do experimento de Young: fonte de luz monocromática, fenda S0 no obstáculo A, duas fendas S1 e S2 separadas por d no obstáculo B, frentes de onda circulares que se sobrepõem e anteparo C, a distância D, com máximos indicados

A imagem a seguir representa esquematicamente o experimento de Thomas Young, conhecido como experimento da dupla fenda, divulgado em 1981 e que revolucionou a Ciência naquele momento histórico. Em relação ao experimento ilustrado e seus feitos para a Ciência, assinale V (verdadeiro) ou F (falso) para as alternativas.

A)Tal experimento evidenciou que a luz poderia ser interpretada a partir da teoria corpuscular. No obstáculo B, os fótons se reorganizam e se somam ou se aniquilam, formando uma imagem característica no anteparo C, denominada de franjas claras ou escuras, respectivamente.

B)Tal experimento evidenciou que a luz poderia ser interpretada a partir da teoria ondulatória. No obstáculo B, a luz difrata e a seguir sofre interferência construtiva ou destrutiva, formando uma imagem característica no anteparo C, denominada de franjas claras ou escuras, respectivamente.

C)A intensidade luminosa em cada ponto do anteparo C, denominado de máximos e mínimos, depende da diferença entre as distâncias percorridas por dois raios de luz.

D)O experimento evidencia que a luz sofre difração. Ou seja, quando uma onda encontra um obstáculo que possui abertura de dimensões comparáveis ao comprimento da onda, a parte da onda que passa pela abertura se alarga, como demonstrado nos obstáculos A e B.

Gabarito oficial

F · V · V · V

Resolução

A) Falsa. O experimento de Young evidenciou o caráter ondulatório da luz: franjas de interferência não são explicadas pelo modelo corpuscular clássico (fótons não “se aniquilam”).

B) Verdadeira. As ondas difratadas pelas duas fendas $S_1$ e $S_2$ se superpõem: onde a diferença de fase é nula (ou múltipla de $2\pi$), há interferência construtiva (franja clara); onde é meio comprimento de onda, destrutiva (franja escura).

C) Verdadeira. A intensidade depende da diferença de caminho $\Delta=|r_1-r_2|$: máximos para $\Delta=n\lambda$ e mínimos para $\Delta=\left(n+\tfrac12\right)\lambda$.

D) Verdadeira. A difração é o alargamento da frente de onda ao passar por uma fenda de largura da ordem de $\lambda$; ocorre na fenda $S_0$ do obstáculo A e nas fendas $S_1$ e $S_2$ do obstáculo B.

Q22

Mecânica — Cinematica — Lancamento obliquo alcance altura e trajetoria

Trajetória parabólica de um projétil lançado com velocidade v0 e ângulo α, com as componentes horizontal e vertical da velocidade em quatro pontos, a altura máxima H e o alcance R marcados

No movimento de um projétil, o movimento horizontal e o movimento vertical são independentes um do outro, ou seja, nenhum dos movimentos afeta o outro. O gráfico a seguir representa vetorialmente esse movimento. Sobre o movimento de um projétil, desprezando a resistência do ar, assinale V (verdadeiro) ou F (falso) para as alternativas.

A)O alcance horizontal (R) depende da velocidade de lançamento (V₀) e do ângulo de lançamento (α), sendo que para o alcance máximo α = 45°.

B)A altura máxima do projétil (H) pode ser descrita pela equação $H=\left(V_0\cdot\operatorname{sen}(\alpha)\right)^2/2g$, em que g é a aceleração da gravidade.

C)A equação da trajetória é uma equação do tipo $y=ax^2+bx$, com coeficiente a negativo.

D)O tempo em que o projétil permanece no ar pode ser obtido pela equação $t=R/(V_0\cdot\cos\theta_0)$.

Gabarito oficial

V · V · V · F

Resolução

A) Verdadeira. $R=\dfrac{v_0^2\operatorname{sen}(2\alpha)}{g}$ é máximo quando $\operatorname{sen}2\alpha=1$, isto é, $\alpha=45^\circ$.

B) Verdadeira. Na subida, $0=(v_0\operatorname{sen}\alpha)^2-2gH\Rightarrow H=\dfrac{(v_0\operatorname{sen}\alpha)^2}{2g}$.

C) Verdadeira. Eliminando $t$: $y=x\tan\alpha-\dfrac{g}{2v_0^2\cos^2\alpha}\,x^2$, uma parábola com $a=-\dfrac{g}{2v_0^2\cos^2\alpha}<0$ e $b=\tan\alpha$.

D) Falsa. Divergência com o gabarito. Como a componente horizontal é constante, $R=v_0\cos\alpha\cdot t\Rightarrow t=\dfrac{R}{v_0\cos\alpha}$, expressão correta para o tempo de voo com lançamento e chegada no mesmo nível. O gabarito dá o item como falso, possivelmente pelo uso do símbolo $\theta_0$, que não aparece na figura (o ângulo é $\alpha$). Fica registrado o gabarito oficial.

Q23

Eletricidade — Eletrodinamica — Chuveiro eletrico potencia e energia

Um chuveiro elétrico de uma residência alimentada com tensão de 220 V opera em duas posições: inverno (4.400 W) e verão (2.200 W). A partir dessa situação, assinale V (verdadeiro) ou F (falso) para as alternativas.

A)Um disjuntor de 15 A é adequado para proteger o circuito desse chuveiro.

B)A resistência do chuveiro na posição inverno é maior que a resistência na posição verão.

C)A quantidade de energia gasta em um banho de 10 minutos depende da posição da chave do chuveiro: inverno ou verão.

D)A potência do chuveiro na posição inverno, se ele fosse instalado em uma residência alimentada em 110 V, seria de 1.100 W.

Gabarito oficial

F · F · V · V

Resolução

A) Falsa. Na posição inverno, $i=\dfrac PU=\dfrac{4400}{220}=20\ \text{A}>15\ \text{A}$: o disjuntor desarmaria.

B) Falsa. Como $P=\dfrac{U^2}{R}$ com $U$ fixa, maior potência significa menor resistência: $R_\text{inv}=11\ \Omega

C) Verdadeira. $E=P\,\Delta t$: no mesmo tempo, a posição inverno (4400 W) consome o dobro da energia da posição verão (2200 W).

D) Verdadeira. Com $R=\dfrac{220^2}{4400}=11\ \Omega$ e $U=110\ \text{V}$, $P=\dfrac{110^2}{11}=1100\ \text{W}$, um quarto da potência.

Q24

Termologia — Gases — Transformacao isocorica de pneu

Um pneu de um automóvel possui volume 2 × 10^–2 m³ e contém ar a uma pressão manométrica de 160 kPa quando a temperatura é de 0,00 °C. Devido ao asfalto quente, a temperatura dos pneus passa a ser de 27 °C. Considere a pressão atmosférica sendo 1,0 × 10⁵ Pa. De acordo com essa situação, assinale V (verdadeiro) ou F (falso) para as alternativas.

A)Pressão manométrica é soma da pressão atmosférica com a pressão interna do pneu.

B)Se o volume do pneu permanecer constante com o aumento da temperatura, a pressão manométrica do pneu será de aproximadamente 1,8 × 10⁵ Pa.

C)Se o volume do pneu permanecer constante com o aumento da temperatura, a pressão absoluta do pneu será de aproximadamente 1,8 × 10⁵ Pa.

D)Se o volume do pneu permanecer constante com o aumento da temperatura, a pressão absoluta do pneu será de aproximadamente 2,8 × 10⁵ Pa.

Gabarito oficial

F · V · F · V

Resolução

A) Falsa. A pressão manométrica é a diferença entre a pressão absoluta e a atmosférica: $p_\text{man}=p_\text{abs}-p_\text{atm}$. A soma $p_\text{man}+p_\text{atm}$ é a pressão absoluta.

B) Verdadeira. Em volume constante, com temperatura absoluta, $\dfrac{p_1}{T_1}=\dfrac{p_2}{T_2}$ e $p_1=160+100=260\ \text{kPa}$ (absoluta): $p_2=260\cdot\dfrac{300}{273}\approx286\ \text{kPa}$, e a manométrica é $286-100\approx186\ \text{kPa}\approx1{,}8\ \text{a}\ 1{,}9\times10^5\ \text{Pa}$.

C) Falsa. A pressão absoluta final é cerca de $2{,}9\times10^5\ \text{Pa}$; $1{,}8\times10^5\ \text{Pa}$ é a manométrica.

D) Verdadeira. $p_\text{abs}=260\cdot\dfrac{300}{273}\approx286\ \text{kPa}\approx2{,}8\times10^5\ \text{Pa}$, usando a aproximação de 27 °C = 300 K e 0 °C = 273 K.