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AFYA Ipatinga | 2023-2 · Prova 2 · Tipo A — Questões de Física comentadas — Método TEF

AFYA Ipatinga · 2023-2 · Prova 2 · Tipo A · Questões 13 a 19 — resolução comentada e auditoria de nível pelo Método TEF.

Q13
Ondulatória — Acústica — Altura do Som

A Física geralmente traz alguns conceitos que divergem bastante de como as pessoas se comunicam no cotidiano. Um desses conceitos, que é bastante utilizado na acústica, é o conceito de ALTURA. Alterar a altura de um som geralmente é associado a aumentar ou diminuir o volume, mas dentro dos padrões da acústica ao alterar a altura estamos alterando a frequência, deixando o som mais baixo (menor frequência e mais grave) ou mais alto (maior frequência e mais agudo).

Uma pessoa de posse de um violão deseja alterar a altura do som produzido pelo seu instrumento. Pensando nos princípios da Acústica, a opção abaixo que traz a melhor possibilidade de se fazer isso é

A)apertar e afrouxar as tarraxas do violão.
B)ligar o violão em uma caixa de som.
C)trocar as cordas do violão por cordas novas.
D)tocar o violão com mais ou menos intensidade.
E)substituir o violão por outro diferente.

Gabarito auditado pelo Método TEF — AFYA Ipatinga · 2023-2 · Prova 2 · Tipo A

A
Resolução

A altura do som está associada à frequência. No violão, apertar ou afrouxar as tarraxas altera a tensão das cordas e, consequentemente, suas frequências naturais.

Maior tensão tende a produzir frequência maior e som mais agudo; menor tensão, frequência menor e som mais grave.

Q14
Ondulatória — Ondas Eletromagnéticas — Espectro Eletromagnético

A figura abaixo mostra o espectro eletromagnético, uma escala de radiações eletromagnéticas organizadas de acordo com seu comprimento de onda e sua frequência de oscilação. Todas essas ondas se propagam à velocidade da luz no vácuo, $c=3\times10^8\text{ m/s}$.

Diagrama do espectro eletromagnético com faixas de comprimento de onda e região visível

Uma onda eletromagnética possui frequência $2\times10^{14}\text{ Hz}$ e se propaga no vácuo. Usando $v=\lambda f$ e observando o espectro, é possível afirmar com certeza que essa onda

A)corresponde a uma radiação de baixa frequência e, consequentemente, com pouca energia transportada.
B)corresponde a uma radiação de alta energia, pertencente ao grupo dos raios gama.
C)forma imagens térmicas visíveis pelo ser humano, uma vez que corresponde a uma frequência da região do infravermelho.
D)não está em nenhum dos grupos presentes no espectro eletromagnético, sendo, portanto, uma onda desconhecida.
E)não pode formar imagens visíveis pelo ser humano, uma vez que está em uma região fora do espectro visível.

Gabarito auditado pelo Método TEF — AFYA Ipatinga · 2023-2 · Prova 2 · Tipo A

E
Resolução

$\lambda=\dfrac{c}{f}=\dfrac{3\times10^8}{2\times10^{14}}=1{,}5\times10^{-6}\text{ m}=1500\text{ nm}$.

Esse comprimento de onda está no infravermelho, portanto fora da faixa visível ao olho humano.

Q15
Termologia — Conforto Térmico — Umidade do Ar

Uma notícia descreve uma massa de ar quente e seco sobre Minas Gerais, com temperaturas máximas entre $34^\circ\text{C}$ e $42^\circ\text{C}$ e baixa umidade do ar. As altas temperaturas, de acordo com a reportagem, virão com uma baixa umidade do ar, o que pode ser um problema, pois

Fotografia ilustrativa de onda de calor e tempo seco
A)apesar de uma sensação térmica alta, haverá uma dificuldade para respirar maior.
B)apesar de uma sensação térmica baixa, haverá uma dificuldade para respirar maior.
C)temperaturas acima de 38 °C vão ocasionar febre em quase toda a população.
D)a umidade do ar baixa favorece a presença de fungos e bactérias nas casas.
E)temperaturas próximas dos 42 °C certamente irão causar milhares de mortes.

Gabarito auditado pelo Método TEF — AFYA Ipatinga · 2023-2 · Prova 2 · Tipo A

B
Resolução

Com menor umidade relativa, a evaporação do suor tende a ser mais eficiente, o que pode reduzir a sensação térmica em comparação com ar muito úmido na mesma temperatura.

Ao mesmo tempo, o ar seco favorece ressecamento e irritação das mucosas respiratórias. Entre as alternativas, B é a compatível com a modelagem pretendida.

Q16
Óptica — Óptica Geométrica — Índice de Refração

A luz branca, inicialmente propagando-se no vácuo, incide sobre um meio transparente cujo índice de refração é igual a $1{,}8$. Analisando as afirmações abaixo, é possível concluir corretamente sobre a velocidade da luz nesse meio:

Prisma dispersando luz branca em diferentes feixes
A)a velocidade da luz, nesse meio, vai depender da velocidade do observador.
B)a velocidade da luz, nesse meio, é 80% mais rápida do que no vácuo.
C)a velocidade da luz, nesse meio, é 80% mais lenta do que no vácuo.
D)a velocidade da luz, nesse meio, é igual à velocidade da luz no vácuo.
E)a velocidade da luz, nesse meio, é maior que a velocidade da luz no vácuo.

Gabarito auditado pelo Método TEF — AFYA Ipatinga · 2023-2 · Prova 2 · Tipo A

ANULÁVEL

Gabarito preliminar do PDF: C.

Resolução

Pela definição de índice de refração, $n=\dfrac{c}{v}$. Logo, $v=\dfrac{c}{n}=\dfrac{3\times10^8}{1{,}8}\approx1{,}67\times10^8\text{ m/s}$.

Isso corresponde a aproximadamente $55{,}6\%$ da velocidade no vácuo, uma redução de cerca de $44{,}4\%$. Nenhuma alternativa apresenta esse resultado.

O gabarito preliminar do caderno indica C, mas a afirmação de que a luz fica 80% mais lenta é incorreta.

Q17
Mecânica — Dinâmica — Segunda Lei de Newton

O texto afirma que as Leis de Newton divulgadas nos livros didáticos são versões simplificadas das formulações presentes no Principia. Das opções a seguir, aquela que traz uma das Leis de Newton de maneira mais próxima da forma original é

Capa histórica do Principia Mathematica de Isaac Newton
A)Para que a quantidade de movimento de um sistema seja nula, deve haver um par ação e reação.
B)Para toda ação, há uma reação igual e contrária.
C)Por inércia, os corpos tendem a permanecer da mesma forma que estavam.
D)Sempre que houver velocidade inicial de um corpo, haverá ação e reação do mesmo.
E)A somatória das forças que atuam sobre um corpo é responsável pela variação do seu momento.

Gabarito auditado pelo Método TEF — AFYA Ipatinga · 2023-2 · Prova 2 · Tipo A

E

Gabarito preliminar do PDF: A.

Resolução

A Segunda Lei, em forma geral, pode ser escrita como $\vec F_{res}=\dfrac{d\vec p}{dt}$: a força resultante determina a variação temporal da quantidade de movimento.

A alternativa E é a única que expressa essa relação. O gabarito preliminar do PDF marca A, mas essa opção mistura quantidade de movimento nula com ação e reação e não representa corretamente uma Lei de Newton.

Q18
Termodinâmica — Máquinas Térmicas — Rendimento e Ciclo de Carnot

Considere uma máquina térmica que trabalha entre as temperaturas $27^\circ\text{C}$ e $327^\circ\text{C}$ e que possui 80% do rendimento ideal para uma máquina térmica. Se essa máquina realiza um trabalho de $1000\text{ J}$, é correto afirmar que o calor fornecido pela fonte quente é de

Esquema de uma máquina térmica entre fonte quente e fonte fria
A)800 J.
B)1000 J.
C)1550 J.
D)2000 J.
E)2500 J.

Gabarito auditado pelo Método TEF — AFYA Ipatinga · 2023-2 · Prova 2 · Tipo A

E
Resolução

$T_f=300\text{ K}$ e $T_q=600\text{ K}$. O rendimento ideal de Carnot é $\eta_C=1-\dfrac{300}{600}=0{,}5$.

O rendimento real é $0{,}8\cdot0{,}5=0{,}4$. Como $\eta=\dfrac{W}{Q_q}$, então $0{,}4=\dfrac{1000}{Q_q}$ e $Q_q=2500\text{ J}$.

Q19
Mecânica — Gravitação — Leis de Kepler

A figura mostra, de maneira esquemática, os modelos geocêntrico e heliocêntrico. Era comum utilizar o círculo para representar o movimento dos corpos celestes, mas Johannes Kepler passou a utilizar a elipse. Entre as opções abaixo, a que melhor representa o motivo dessa mudança é

Esquemas comparativos de heliocentrismo e geocentrismo com órbitas circulares
A)Kepler simplesmente achou que a elipse era uma figura que esteticamente ficaria mais adequada para o movimento dos planetas.
B)Kepler quis ir contra a Igreja Católica, que tinha a figura da elipse como uma imagem imperfeita e, por isso, contra as suas doutrinas.
C)Kepler observou nas anotações de Tycho Brahe que os planetas estavam se movendo com velocidade constante e, por isso, a elipse representaria isso melhor do que o círculo.
D)Kepler percebeu que a velocidade orbital dos planetas ao redor do Sol não era constante como deveria ser, caso o movimento fosse circular.
E)Kepler utilizou a elipse em homenagem ao grande físico Isaac Newton, estudioso que frequentemente utilizava essa figura geométrica em seus trabalhos.

Gabarito auditado pelo Método TEF — AFYA Ipatinga · 2023-2 · Prova 2 · Tipo A

D
Resolução

As observações precisas de Tycho Brahe, particularmente para Marte, não se ajustavam adequadamente às combinações de movimentos circulares usadas nos modelos anteriores.

Kepler encontrou uma descrição consistente com órbitas elípticas e movimento não uniforme. Entre as alternativas fornecidas, D é a mais compatível, embora a justificativa do item seja simplificada.

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