FAME/FUNJOBE Medicina 2020.1 — Física resolvida

Q45

Eletrodinâmica — Instalações residenciais e queda de tensão

Em uma residência, os aparelhos da cozinha começaram a apresentar mau funcionamento quando ligados à tomada. Um eletricista foi contratado para resolver o problema e decidiu instalar um disjuntor separado para o chuveiro da casa, que antes era ligado na mesma rede elétrica da cozinha.

O problema verificado na instalação elétrica dessa casa provavelmente era

A)aumento da tensão elétrica da rede ao acionar o chuveiro.

B)aumento da resistência elétrica equivalente da rede ao acionar o chuveiro.

C)diminuição na corrente elétrica dos aparelhos da cozinha ao acionar o chuveiro.

D)diminuição da resistividade elétrica dos aparelhos da cozinha ao acionar o chuveiro.

FAME/FUNJOBE Medicina 2020.1 · Prova A · gabarito pós-recursos

Resolução

O chuveiro é um aparelho de alta potência e, portanto, solicita uma corrente elevada da instalação. Em uma rede real, os fios apresentam resistência elétrica não nula. Ao ligar o chuveiro no mesmo circuito dos aparelhos da cozinha, a corrente total cresce e aumenta a queda de tensão na fiação.

Com menor tensão efetiva disponível nos aparelhos da cozinha, a corrente que os atravessa pode diminuir, provocando mau funcionamento. A separação do circuito do chuveiro reduz esse problema e permite proteção adequada por um disjuntor próprio.

Alternativa correta: C.

Q46

Ondulatória e Óptica — Reflexão total

Os fenômenos ondulatórios estão presentes no cotidiano da humanidade e podem ser verificados a todo o tempo. Alguns desses fenômenos são a reflexão, refração, difração e interferência.

Das atividades humanas citadas a seguir, qual utiliza principalmente o fenômeno da reflexão?

A)Ressonância magnética, utilizada para detecção da quantidade de determinados átomos; para isso, deve-se adequar a frequência do campo magnético.

B)Ondas de televisão no Brasil, que têm migrado da faixa de frequência VHF para UHF, o que possibilita maior definição do sinal transmitido.

C)Exame de raio X, realizado para verificar alguma parte do corpo; para isso, a pessoa é exposta a uma radiação de frequência acima da ultravioleta.

D)Fibra óptica, que transmite informações a longas distâncias graças à alta velocidade de propagação da luz.

FAME/FUNJOBE Medicina 2020.1 · Prova A · gabarito pós-recursos

Resolução

Na fibra óptica, a luz permanece confinada no núcleo por sucessivas ocorrências de reflexão total interna na interface entre materiais de índices de refração diferentes, quando as condições para esse fenômeno são satisfeitas.

Esse mecanismo permite que o sinal luminoso percorra grandes distâncias ao longo da fibra com pequenas perdas.

Alternativa correta: D.

Q47

Dinâmica — Força no cabo de um elevador

Elevador cai 21 andares na sede do BPI em Lisboa e faz um morto

A vítima do acidente é um técnico de manutenção dos elevadores.

Disponível em: tsf.pt/portugal/sociedade/interior/queda-de-elevador-faz-um-morto-na-sede-do-bpi-em-lisboa-11321610.html. Acesso em: 22 set. 2019.

Excesso de peso: elevador cai e deixa 14 funcionários feridos na Havan

[...] Em nota divulgada à imprensa, a Havan afirmou que o incidente foi causado por imprudência. Segundo a empresa, as vítimas era funcionários que utilizaram o equipamento sem respeitar a capacidade máxima, “o que fez com que o contrapeso do elevador fosse menor do que o peso do total de pessoas”.

Disponível em: tarobanews.com/noticias/policial/excesso-de-peso-elevador-cai-e-deixa-14-funcionarios-feridos-na-havan-kbeyr.html. Acesso em: 22 set. 2019.

Os elevadores facilitam a mobilidade das pessoas, e um cuidado extremamente importante com eles é sua manutenção recorrente, em que devem ser verificados os motores, os cabos, as roldanas e os freios de segurança nas laterais, além do poço do elevador, que é composto por um conjunto de molas, chamado de para-choque.

Caso um elevador tenha um limite máximo de carga de $600\,\text{kg}$, em quanto seria acrescida a força feita pelo cabo do elevador em relação ao limite máximo se transportasse uma carga $80\%$ maior que o limite máximo, com uma aceleração de $5{,}0\,\text{m/s}^2$ para cima?

Dado: Considere a aceleração da gravidade de $10\,\text{m/s}^2$.

A)4 800 N.

B)7 200 N.

C)9 000 N.

D)16 200 N.

FAME/FUNJOBE Medicina 2020.1 · Prova A · gabarito pós-recursos

Resolução

Para um elevador que acelera verticalmente para cima, a força de tração no cabo é

$T=m(g+a)$.

No limite máximo de $600\,\text{kg}$:

$T_0=600(10+5)=9000\,\text{N}$.

Uma carga $80\%$ maior corresponde a

$m=1{,}8\cdot600=1080\,\text{kg}$.

Assim,

$T=1080(10+5)=16200\,\text{N}$.

O acréscimo em relação à força correspondente ao limite máximo, sob a mesma aceleração, é

$\Delta T=16200-9000=7200\,\text{N}$.

Alternativa correta: B.

Q48

Dinâmica — Atrito estático e cinético

Um artigo intitulado “Determinação dos coeficientes de atrito estático e cinético utilizando-se a aquisição automática de dados” foi apresentado na Revista Brasileira de Ensino de Física. Nele, há um trecho que diz “um bloco e uma lâmina são colocados em movimento relativo e a força de atrito entre suas superfícies de contato é medida por um sensor de força ligado ao sistema de aquisição de dados.”

Para esse experimento, foram testadas superfícies como madeira, acrílico, lixa, vidro, alumínio e borracha. O experimento iniciou com o objeto em repouso, e uma das medições realizadas está apresentada no gráfico a seguir, que apresenta a força de atrito em função do tempo.

Gráfico da força de atrito em função do tempo

Disponível em: scielo.br/pdf/rbef/v24n2/a10v24n2.pdf. Acesso em: 20 set. 2019.

A respeito do experimento cujos dados foram representados anteriormente, é possível perceber que

A)o objeto apresenta movimento retilíneo uniforme após os 3,4 segundos.

B)o bloco estava em movimento retilíneo uniforme, entre 1,3 e 2,0 segundos.

C)iniciando o experimento, para forças entre 0 e 8 N, o objeto continua em repouso.

D)a força de atrito estático máxima para essas superfícies é de aproximadamente 7 N.

FAME/FUNJOBE Medicina 2020.1 · Prova A · gabarito pós-recursos

Resolução

Enquanto o bloco permanece em repouso, a força de atrito estático ajusta seu módulo ao da força aplicada, até atingir um valor máximo. No gráfico, esse pico ocorre próximo de $9\,\text{N}$.

Portanto, no início do experimento, para forças aplicadas entre $0$ e $8\,\text{N}$, ainda não foi ultrapassado o atrito estático máximo e o objeto permanece em repouso.

Depois do início do deslizamento, a força de atrito oscila em torno de um valor menor, característico do atrito cinético.

Alternativa correta: C.

Q49

Magnetismo — Campo de fios retilíneos paralelos

Em uma mesa, foram fixados diversos componentes eletrônicos de modo que dois fios longos e retilíneos percorridos por corrente contínua de mesmo sentido foram posicionados paralelos entre si a uma distância de 1,0 metro um do outro.

O fio da esquerda é percorrido por uma corrente elétrica de 2,0 A, e o da direita, de 6,0 A. Entre esses fios, foi descoberta uma região em que o vetor indução magnética é nulo.

Essa região dista do fio da esquerda

A)25 cm e há uma força de atração entre os fios.

B)75 cm e há uma força de atração entre os fios.

C)25 cm e há uma força de repulsão entre os fios.

D)75 cm e há uma força de repulsão entre os fios.

FAME/FUNJOBE Medicina 2020.1 · Prova A · gabarito pós-recursos

Resolução

Entre dois fios com correntes no mesmo sentido, os campos magnéticos produzidos por eles têm sentidos opostos. No ponto em que o campo resultante é nulo, seus módulos são iguais.

Para um fio retilíneo longo:

$B=\dfrac{\mu_0 I}{2\pi r}$.

Se $x$ é a distância ao fio da esquerda, então a distância ao fio da direita é $1-x$:

$\dfrac{2}{x}=\dfrac{6}{1-x}$.

$2(1-x)=6x\Rightarrow 2=8x\Rightarrow x=0{,}25\,\text{m}=25\,\text{cm}$.

Além disso, fios paralelos percorridos por correntes de mesmo sentido exercem forças de atração entre si.

Alternativa correta: A.

Q50

Movimento circular — Velocidade linear e angular

Tornados e furacões são fenômenos diferentes que podem causar grande destruição por onde passam. Enquanto o tornado pode ser visto a olho nu, o furacão não, uma vez que apresenta grande extensão e pode durar até uma semana. A seguir, é possível perceber um furacão aproximando-se do continente.

Imagem de satélite de um furacão aproximando-se do continente

Disponível em: brasilescola.uol.com.br/curiosidades/como-se-formam-os-furacoes.htm. Acesso em: 22 set. 2019.

Nesse fenômeno, o ar e o vapor d’agua quente sobem, deixando uma região de baixa pressão, ocupada pelo ar frio, que possui uma pressão maior; porém, ao ser aquecido também sobe em movimentos circulares.

O chamado “olho do furacão” apresenta uma velocidade relativamente baixa de aproximadamente 30 km/h, o que o diferencia do que é apresentado na reportagem cujo título é apresentado a seguir.

Furacão Dorian chega às Bahamas na categoria 5 e com ventos de 295 km/h
Segundo o Centro Nacional de Furacões em Miami, há risco de que o fenômeno desenvolva velocidades de até 320 km/h e cause “destruição extrema nas áreas afetadas” por várias horas

A diferença apresentada para as velocidades deve-se

A)ao fenômeno de convecção térmica, que apresenta um movimento mais lento na subida do fluido quente do que na descida do frio.

B)ao movimento aproximadamente circular realizado, no qual as velocidades lineares e angulares são maiores na superfície do que no centro.

C)ao fenômeno de convecção térmica juntamente com a radiação, que tende a aquecer mais o fluido, aumentando sua velocidade nas extremidades.

D)ao movimento aproximadamente circular, no qual a velocidade angular na superfície e no centro são aproximadamente iguais.

FAME/FUNJOBE Medicina 2020.1 · Prova A · gabarito pós-recursos

Resolução

Modelando aproximadamente o movimento como circular, pontos que completam uma volta no mesmo intervalo de tempo têm a mesma velocidade angular $\omega$.

A velocidade linear, porém, depende da distância ao eixo de rotação:

$v=\omega r$.

Assim, próximo ao centro — o olho do furacão — o raio é pequeno e a velocidade linear é menor. Em regiões mais afastadas do centro, o raio é maior e, para aproximadamente a mesma velocidade angular, a velocidade linear aumenta.

Alternativa correta: D.

FAME/FUNJOBE · Medicina 2020.1

Dados da prova