Vestibular Univaço/Funcec 2007 (1º semestre), Medicina, aplicado em 21/12/2006: o bloco de Física corresponde às questões 31 a 40 do 1º caderno de provas (caderno G01). Gabarito oficial do 1º dia.
Q31
Mecânica — Cinemática — Deslocamento a Partir do Gráfico Velocidade × Tempo
O gráfico abaixo indica a velocidade de um carro em função do tempo. Assinale o item que corresponde ao valor em metros do deslocamento do carro de $0$ a $10$ segundos.
O deslocamento é a área (com sinal) sob o gráfico $v\times t$. De $0$ a $4\ \mathrm s$, a velocidade cresce linearmente de $-6$ a $+6\ \mathrm{m/s}$, passando por zero em $t=2\ \mathrm s$. De $0$ a $2\ \mathrm s$: $-\dfrac{6\cdot2}{2}=-6\ \mathrm m$. De $2$ a $4\ \mathrm s$: $+\dfrac{6\cdot2}{2}=+6\ \mathrm m$.
De $4$ a $10\ \mathrm s$ a velocidade é constante, $6\ \mathrm{m/s}$: $6\cdot6=36\ \mathrm m$. Somando, $\Delta s=-6+6+36=36\ \mathrm m$.
Q32
Mecânica — Trabalho e energia — Trabalho do Peso em Uma Queda Livre
Um corpo de massa $20\ \mathrm{kg}$, em uma posição $A$, cai em queda livre de uma altura de $100\ \mathrm m$ com relação ao solo, em um local cuja aceleração da gravidade é $10\ \mathrm{m/s^2}$. Após um certo tempo, esse corpo passa por uma posição $B$, situada a uma altura de $20\ \mathrm m$ do solo. Assinale a alternativa que corresponde ao trabalho realizado pelo corpo no deslocamento de $A$ até $B$.
O trabalho da força peso no deslocamento de $A$ até $B$ é $W=m\,g\,\Delta h=20\cdot10\cdot(100-20)=16\,000\ \mathrm J$, que independe do caminho e é positivo, pois o corpo desce.
Q33
Mecânica — Hidrostática — Pressão no Fundo de Uma Piscina
Uma piscina de $5\ \mathrm m$ de profundidade está totalmente cheia de água. Considerando-se a densidade da água como sendo $1\ \mathrm{g/cm^3}$, a aceleração da gravidade $10\ \mathrm{m/s^2}$ e a pressão atmosférica local $1{,}0\times10^{5}\ \mathrm{N/m^2}$, pode-se afirmar que a pressão no fundo da piscina devida apenas ao peso da água e a pressão total no fundo são respectivamente:
(A)$5{,}0\times10^{5}\ \mathrm{N/m^2}$ e $2{,}0\times10^{5}\ \mathrm{N/m^2}$
(B)$4{,}0\times10^{5}\ \mathrm{N/m^2}$ e $3{,}0\times10^{5}\ \mathrm{N/m^2}$
(C)$5{,}0\times10^{4}\ \mathrm{N/m^2}$ e $1{,}5\times10^{5}\ \mathrm{N/m^2}$
(D)$4{,}5\times10^{4}\ \mathrm{N/m^2}$ e $3{,}0\times10^{5}\ \mathrm{N/m^2}$
A pressão devida à coluna de água é $p_{\text{água}}=\rho\,g\,h=1000\cdot10\cdot5=5{,}0\times10^{4}\ \mathrm{N/m^2}$.
A pressão total no fundo soma a pressão atmosférica (lei de Stevin): $p=p_0+\rho\,g\,h=1{,}0\times10^{5}+5{,}0\times10^{4}=1{,}5\times10^{5}\ \mathrm{N/m^2}$.
Q34
Mecânica — Gravitação — Nova Força de Atração Entre o Sol e a Terra com Massa Quatro Vezes Maior
A força de atração do Sol sobre a Terra é aproximadamente $4\times10^{22}\ \mathrm N$. Se a massa da Terra fosse quatro vezes maior, assinale a alternativa correspondente à nova força de atração do Sol sobre a Terra.
Pela lei da gravitação, $F=G\,\dfrac{M_S\,M_T}{d^2}$ é diretamente proporcional à massa da Terra. Com $M_T'=4\,M_T$, $F'=4\,F=4\cdot4\times10^{22}=1{,}6\times10^{23}\ \mathrm N$.
Q35
Mecânica — Leis de Newton — Tração no Fio Entre Dois Blocos Puxados por Uma Força
Dois corpos $A$ e $B$ de massas respectivamente iguais a $10\ \mathrm{kg}$ e $20\ \mathrm{kg}$, estando no início em repouso, estão ligados por um fio inextensível de massa desprezível, sobre uma superfície plana, horizontal e polida. Sobre o corpo $A$, aplica-se uma força $F$ de valor $330\ \mathrm N$, conforme se observa na figura. Sendo $g=10\ \mathrm{m/s^2}$, assinale a alternativa que corresponde à força de tração no fio que une $A$ e $B$.
O movimento é retardado quando o módulo da velocidade diminui, o que ocorre quando velocidade e aceleração têm sinais opostos. O sinal isolado da velocidade ou da aceleração não define isso: com ambas negativas, por exemplo, o módulo da velocidade aumenta (movimento acelerado).
Q37
Mecânica — Hidrostática — Densidade de Um Corpo Pelo Peso Aparente na Água
Um corpo no vácuo tem peso de $20\ \mathrm N$. Quando totalmente mergulhado na água, possui peso aparente de $15\ \mathrm N$. Se a densidade da água é $1{,}0\times10^{3}\ \mathrm{kg/m^3}$, assinale a alternativa que corresponde à densidade do corpo, supondo que a aceleração da gravidade local seja $g=10\ \mathrm{m/s^2}$.
O empuxo é a diferença entre o peso real e o peso aparente: $E=20-15=5\ \mathrm N$. Como $E=\rho_{\text{água}}\,V\,g$, $V=\dfrac{5}{10^{3}\cdot10}=5\times10^{-4}\ \mathrm{m^3}$.
A massa do corpo é $m=\dfrac{P}{g}=2\ \mathrm{kg}$, então $\rho=\dfrac mV=\dfrac{2}{5\times10^{-4}}=4{,}0\times10^{3}\ \mathrm{kg/m^3}$.
Q38
Termologia — Dilatação térmica — Variação do Comprimento de Um Fio de Cobre ao Ser Resfriado
Um fio de cobre de $4000\ \mathrm m$ de comprimento foi medido em um ambiente com temperatura $40\ ^\circ\mathrm C$. O fio foi novamente medido quando submetido a uma temperatura de $20\ ^\circ\mathrm C$. O coeficiente de dilatação linear do cobre é $20\times10^{-6}\ ^\circ\mathrm C^{-1}$. A nova medição do comprimento do fio indicou:
$\Delta L=\alpha\,L_0\,\Delta T=20\times10^{-6}\cdot4000\cdot(20-40)=-1{,}6\ \mathrm m$. O sinal negativo indica contração, então o fio ficou $1{,}6\ \mathrm m$ mais curto.
Q39
Física moderna — Quantização — Hipótese de Planck Sobre a Energia Radiante
Assinale a alternativa CORRETA:
(A)Um elétron que oscila com uma determinada freqüência $f$, emite ou absorve uma onda eletromagnética com igual freqüência e a energia é emitida ou absorvida de forma contínua.
(B)Um elétron que oscila com uma determinada freqüência $f$, emite ou absorve uma onda eletromagnética com freqüência diferente e a energia é emitida ou absorvida de forma contínua.
(C)Planck disse que a energia radiante não é emitida ou absorvida de forma contínua, mas em quantidades descontínuas, como partículas que transportam individualmente, uma quantidade de energia bem definida. As partículas são os fótons e a energia de cada fóton é chamada de quantum.
A hipótese de Planck é a de que a energia da radiação é emitida e absorvida em pacotes discretos (quanta), com $E=h\,f$, e os pacotes de luz são os fótons, então C é a correta.
A e B falham por afirmarem que a energia é emitida ou absorvida de forma contínua, e B ainda erra ao dizer que a frequência seria diferente.
Q40
Eletricidade — Associação de resistores — Diferença de Potencial em Um Resistor de Uma Associação em Série
A diferença de potencial entre os extremos de uma associação em série de dois resistores com resistências $10\ \Omega$ e $100\ \Omega$ é $220\ \mathrm V$. A diferença de potencial entre os extremos do resistor de $100\ \Omega$ é:
