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AFYA Ipatinga | 2023-2 · Prova 4 · Tipo A

AFYA Ipatinga · 2023-2 · Prova 4 · Tipo A · Questões 13 a 19 — resolução comentada e auditoria de nível pelo Método TEF.

Q13
Mecânica — Gravitação — Movimento Orbital e Força Centrípeta

O “Experimento mental do canhão” de Newton é uma brilhante ilustração da sua teoria sobre algumas órbitas possíveis. De acordo com a figura encontrada no Principia, Newton imagina um canhão sendo disparado horizontalmente do alto de uma montanha em um planeta hipotético sem atmosfera. Ele então mostra que as trajetórias elípticas de sucessivos projéteis disparados do ponto V, cada vez com velocidade maior, acabam por interceptar a superfície do planeta em pontos cada vez mais distantes do topo da montanha e finalmente um projétil entraria em uma órbita circunferencial que o levaria a não atingir mais a superfície do planeta.

Experimento mental do canhão de Newton com trajetórias orbitais

Ao analisar o Experimento mental de Newton, entre as afirmações abaixo, aquela que melhor corrobora com as ideias de Newton é:

A)força centrífuga é a força responsável por segurar os planetas em órbita em torno do Sol.
B)os corpos em órbita em torno da Terra só não se movem em linha reta devido à força centrípeta.
C)esse experimento mental de Newton já foi realizado inúmeras vezes e hoje é algo comum de ser executado.
D)a velocidade necessária para um corpo entrar em órbita é de poucos km/h.
E)graças a Newton e seu experimento mental, foi possível o estudo do GPS e da relatividade.

Gabarito oficial auditado pelo Método TEF — AFYA Ipatinga · 2023-2 · Prova 4 · Tipo A

B
Resolução

Sem uma força dirigida para o centro, o projétil tenderia a seguir a direção tangente por inércia. Na órbita, a gravidade fornece exatamente a força centrípeta que curva a trajetória.

Por isso, a alternativa correta é B.

Q14
Ondulatória — Ondas Eletromagnéticas — Ondas de Rádio

Algumas situações do cotidiano das pessoas desafiam o senso comum e fazem com que as aulas de Física da época de escola sejam relembradas. Ou, pelo menos, exige um pouco de senso crítico e curiosidade das pessoas.

Placa de aviso proibindo uso de celular em posto de combustível

A figura acima mostra um alerta muito comum de ser encontrado em postos de gasolina. Esses estabelecimentos proíbem o uso de aparelhos celulares durante o abastecimento, alegando muitas vezes que as ondas emitidas e recebidas por esses aparelhos são radiações com muita energia e podem produzir faíscas que geram explosões. Outras versões dizem que as baterias dos celulares podem produzir faíscas, mas essas não são muito utilizadas.

Considerando a radiação emitida e recebida pelos aparelhos celulares e a proibição do uso dos celulares nos abastecimentos dos postos de gasolina,

A)essa radiação é uma onda de rádio de baixa energia e que não pode causar esse tipo de explosão.
B)essa radiação é uma onda do tipo ultravioleta, extremamente energética e que realmente pode causar explosões sem o devido cuidado.
C)essa radiação é uma onda do tipo infravermelho, capaz de causar aquecimento e explosões, uma vez que o infravermelho é uma onda que transporta calor.
D)essa proibição é sem sentido, uma vez que os celulares não emitem nem recebem nenhum tipo de radiação.
E)a radiação em questão tem energia suficiente para causar explosões somente se o motorista sair do veículo.

Gabarito oficial auditado pelo Método TEF — AFYA Ipatinga · 2023-2 · Prova 4 · Tipo A

A
Resolução

Celulares utilizam radiofrequência, uma faixa não ionizante do espectro eletromagnético. A energia de cada fóton é muito pequena para produzir diretamente a ignição dos vapores de combustível.

O risco de ignição, quando existente, está relacionado a fontes de faísca ou falhas elétricas, não ao efeito energético direto da radiofrequência. Alternativa A.

Q15
Mecânica — Quantidade de Movimento — Impulso e Amortecimento de Impactos

Pular corda é uma brincadeira superdivertida, mas também um exercício excelente para fortalecer o coração, uma alternativa para aquecimento e até uma etapa no treino de fortalecimento muscular para atletas (amadores e profissionais) de diversas modalidades. Segurando a corda atrás do corpo, é necessário dar ritmo à corda com movimentos circulares do punho, deixando braços e ombros estabilizados durante o movimento. É fundamental também realizar saltos mais amplos no início e, à medida que se sentir mais confortável, fazer saltos mais curtos, rápidos e com alternância de pernas.

Em uma academia, uma das alunas inicia seus treinos como em um dia qualquer: pulando corda para aquecer e se preparar para o treino. Nesse dia, porém, ela sentiu algumas dores no calcanhar e no solado do pé que não eram de costume ela sentir. Ao olhar o seu calçado, a aluna percebeu que não havia a palmilha dentro do tênis. Ela logo entendeu que as dores eram porque

A)sem a palmilha ela não conseguiu pular tão alto, forçando cada vez mais.
B)a função da palmilha era dar mais impulso e proteger o calçado.
C)sem a palmilha não houve o devido amortecimento, fator crucial nesse esporte.
D)sem a palmilha seria quase impossível pular, o que a aluna fez foi extremamente arriscado.
E)a corda não era boa o suficiente para a atividade, a dor não tinha relação alguma com a palmilha.

Gabarito oficial auditado pelo Método TEF — AFYA Ipatinga · 2023-2 · Prova 4 · Tipo A

C
Resolução

A palmilha ajuda a deformar durante o impacto, aumentando o intervalo de tempo em que a quantidade de movimento do corpo é reduzida.

Para a mesma variação de quantidade de movimento, aumentar o tempo de impacto reduz a força média e, principalmente, os picos de força transmitidos ao pé. Alternativa C.

Q16
Eletromagnetismo — Magnetismo — Propriedades Magnéticas dos Materiais

A Física e os filmes de ficção quase sempre vão por caminhos diferentes, e isso geralmente é muito bom para o espectador. Um filme de guerras espaciais, por exemplo, se fossem 100% fisicamente corretos, não poderiam ter sons no espaço, logo seria um tanto sem graça para quem gosta de ação. E exemplos não faltam onde os filmes seriam muito sem graça se fossem seguir a Física em seus mínimos detalhes. Os filmes de super-heróis então, seriam absurdamente estranhos, uma vez que todos os poderes violam pelo menos uma lei da Física que seja.

Quadrinho humorístico sobre a Física dos super-heróis

A figura acima ilustra como seria chato usar as leis da Física para explicar os filmes, desenhos e quadrinhos. No entanto, algumas coisas seriam legais de se ver, como o uso correto de alguns poderes que, de acordo com os quadrinhos e filmes, os personagens parecem desconhecer. Dentre as situações abaixo, aquela que obedece às leis da física de maneira correta seria

A)o Homem Aranha pode segurar pela cintura uma pessoa que está em queda usando sua teia.
B)o Superman pode usar sua visão de raio x para ver através de paredes.
C)o Magneto pode parar projéteis de balas de chumbo com seus poderes magnéticos.
D)o Superman pode voar porque ele desliga a gravidade ao seu redor.
E)o Magneto, que possui poderes magnéticos, poderia utilizar a água do corpo da uma pessoa para derrotá-la.

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E
Resolução

O gabarito oficial aponta E, explorando o fato de que a água é diamagnética e responde, embora muito fracamente, a campos magnéticos não uniformes.

Entretanto, o chumbo citado na alternativa C também é diamagnético. Como o cenário atribui ao personagem 'poderes magnéticos' sem definir intensidade ou gradiente de campo, o mesmo princípio usado para justificar E impede descartar C de modo rigoroso.

Assim, o item não possui unicidade física suficiente para uma alternativa correta inequívoca.

Q17
Física Geral — Natureza da Ciência — Construção do Conhecimento Científico

Tem crescido, a cada ano, os movimentos anticiência, sendo um dos mais famosos o movimento dos antivacinas. Pessoas em vários lugares do mundo estão tentando convencer outras de que as vacinas fazem parte de uma grande conspiração para alienar ou mesmo para adoecer as pessoas, outras tentam convencer as demais de que a Terra realmente é plana e que a Nasa (Agência Espacial Norte-Americana) está tentando enganar a todos. Várias são as correntes ao redor do mundo que tentam colocar por terra todo o conhecimento adquirido pelo ser humano ao longo de séculos, como se tudo fosse parte de uma grande trama mundial.

Uma das frases mais célebres da Ciência é atribuída ao físico Isaac Newton, considerado como o pai da Física pelos cientistas. Quando ele diz que “se vi mais longe, foi por estar sobre ombros de gigantes”, Newton reforça a ideia que a Ciência

A)é feita individualmente por grandes gênios, sem ajuda de ninguém, e por isso não possui consistência nenhuma, podendo então ser desacreditada.
B)é feita por pequenos grupos isolados, podendo, portanto, ser parte de uma grande conspiração global.
C)é feita com muitas contribuições e, por isso, há contribuição de muitas pessoas ao longo da história, sendo difícil, por esse motivo, existir uma conspiração.
D)não é feita de forma organizada e que qualquer pessoa pode contribuir e ser considerada um grande cientista, fazendo com que a ciência seja ainda mais desacreditada.
E)não é feita por pessoas estudadas, mas por pessoas leigas que se julgam gigantes, sendo, portanto, fácil de ser corrompida.

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C
Resolução

A frase destaca que resultados científicos se apoiam em conhecimentos, observações e modelos desenvolvidos anteriormente por muitas pessoas.

Logo, a ideia expressa é a construção coletiva e histórica da ciência. Alternativa C.

Q18
Mecânica — Trabalho e Energia — Energia Potencial Gravitacional

Embora conceituar energia seja algo difícil de fazer, uma definição clara dessa grandeza não é tão difícil de se obter pensando em sua finalidade: ser responsável pela produção de trabalho, ou seja, realizar coisas. Ao estudar os diferentes tipos de energia, aquelas conhecidas como potenciais quase sempre estão entre as mais complicadas de entendimento. No entanto, essa dificuldade se dá mais pelo nome em si e pela forma como foi dada a explicação, uma vez que basta substituir a palavra potencial por possibilidade ou maior tendência que tudo fica mais claro. Um exemplo comum disso surge ao se trabalhar com a energia potencial gravitacional, uma das formas como a energia mecânica pode aparecer na natureza.

Muitos materiais de apoio ao estudante explicam que essa energia potencial gravitacional é a “energia armazenada em um corpo por causa da sua posição em relação a um nível de referência”. Outra forma de explicar isso é a

A)energia potencial gravitacional está relacionada com a possibilidade de um objeto cair.
B)energia potencial gravitacional é a energia do movimento inato do corpo.
C)energia potencial gravitacional é a energia apenas dos corpos celestes.
D)energia potencial gravitacional é um nome inventado, o correto é energia gravitacional.
E)energia potencial gravitacional é a mesma coisa que energia cinética.

Gabarito oficial auditado pelo Método TEF — AFYA Ipatinga · 2023-2 · Prova 4 · Tipo A

A
Resolução

Perto da superfície terrestre, a energia potencial gravitacional pode ser escrita como $E_{pg}=mgh$. Ela representa a energia associada à posição do corpo no campo gravitacional em relação ao nível de referência.

Em uma configuração com maior altura, existe a possibilidade de essa energia ser convertida em outras formas durante a queda. Alternativa A.

Q19
Eletricidade — Eletrodinâmica — Consumo de Energia Elétrica

O Brasil é um dos 10 maiores consumidores de energia elétrica do mundo. E junto a esta situação surgem também algumas dúvidas nos consumidores a respeito dos gastos de cada eletrodoméstico. Sendo assim, é importante estar por dentro do funcionamento dos eletrônicos, pois esta é uma maneira de economizar o consumo e, consequentemente, o dinheiro.

Pessoa conectando um plugue a uma tomada elétrica

Muitas histórias circulam pela Internet e são comentadas pelas pessoas há décadas sobre os efeitos da eletricidade em equipamentos e, até mesmo, em pessoas. No entanto, algumas dessas histórias, apesar de inofensivas, acabam fazendo as pessoas perderem tempo e dinheiro com falsas hipóteses.

Entre as alternativas a seguir, aquela que traz corretamente os conceitos físicos sobre eletricidade é

A)um chuveiro feito para funcionar em 110 V consome menos que um chuveiro feito para funcionar em 220 V.
B)ligar uma lâmpada feita para funcionar em 110 V em uma rede de 220 V certamente fará com que ela queime imediatamente.
C)choques de 110 V não trazem perigo algum, somente os choques de 220 V.
D)o que realmente importa ao olhar o consumo é a potência consumida e o tempo que ficam ligados, e não a tensão do aparelho.
E)o chuveiro é o aparelho de maior consumo de energia elétrica.

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D
Resolução

O consumo de energia elétrica é determinado por $E=P\Delta t$. Portanto, depende da potência do aparelho e do tempo durante o qual ele permanece ligado.

A tensão nominal, sozinha, não determina quanto de energia será consumido. Alternativa D.

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