Provas Anteriores | FCM-MG Medicina 2018.1 | Física

Q41

Quantidade de movimento

Em 2006, foi criado o “O Dia Mundial do Pulo”, uma iniciativa organizada na internet (www. worldjumpday.org), pelo artista alemão Torsten Lauschmann, alegando ser um Professor Hans Peter Niesward do Instituto de Física Gravitacional de Munique. No dia 20 de julho às 07h39 (horário de Brasília), a organização do evento planejou ter 600 milhões de pessoas do hemisfério ocidental pulando simultaneamente, com o objetivo de mover a Terra para uma nova órbita e, desse modo, criar condições para diminuir o aquecimento global. Do ponto de vista da Física, essa proposta:

é correta, pois a quantidade de movimento das pessoas após o pulo é pouco menor que a quantidade de movimento da Terra.

é correta, pois a ação das pessoas sobre a Terra criaria uma reação igual e contrária que alteraria a sua rotação.

é falsa, pois a força que as pessoas fariam seria radial no sentido do centro da Terra, o que não alteraria sua rotação.

é falsa, pois a força que as pessoas fariam sobre a Terra é uma força interna entre elementos do próprio planeta.

Gabarito oficial

Resolução comentada

Ao saltar, pessoas e Terra exercem forças internas iguais e opostas. Essas forças redistribuem o momento entre os elementos do sistema, mas não mudam o movimento orbital de seu centro de massa. Após a aterrissagem, não há deslocamento permanente para uma nova órbita devido a esses impulsos internos.

Q42

Eletrodinamica

Novos Combates à Tuberculose: como combater a bactéria causadora da tuberculose quando ela já apresenta resistência a diversos antibióticos? O Laboratório Nacional de Luz Síncroton (LNLS) em Campinas possui uma linha de pesquisa para analisar moléculas que se ligam a enzimas importantes da Mycobacterium tuberculosis como ponto de partida para novos fármacos. O LNLS possui um tubo circular a vácuo, onde um feixe de elétrons move-se com velocidade próxima da luz ($3\times10^{8}$ m/s), numa órbita circular de raio R = 32 m. O fluxo de elétrons constitui uma corrente elétrica de 0,12 A, através de uma seção transversal do tubo, que pode ser considerado como um fio condutor. Lembrando que a carga do elétron é de $1{,}6\times10^{-19}$ C, o número total de elétrons contidos na órbita é, aproximadamente, de:

$3\times10^{19}$

$5\times10^{11}$

$12\times10^{11}$

$16\times10^{19}$

Gabarito oficial

Resolução comentada

O período de uma volta é:

$$T=\frac{2\pi R}{v}=\frac{2\pi\cdot32}{3\times10^8}\approx6{,}7\times10^{-7}\ \text{s}$$

Em uma volta, toda a carga do feixe atravessa a seção:

$$Q=IT=0{,}12\cdot6{,}7\times10^{-7}\approx8{,}0\times10^{-8}\ \text{C}$$

$$N=\frac Qe=\frac{8{,}0\times10^{-8}}{1{,}6\times10^{-19}}\approx5\times10^{11}$$

A corrente foi usada em módulo; seu sentido convencional é contrário ao movimento dos elétrons.

Q43

Optica geometrica

Dois espelhos perpendiculares entre si estão posicionados em paredes verticais de um shopping. Mônica move-se entre eles na direção de Pedro, que está sentado num banco, também entre os espelhos, como mostrado na figura, vista do alto. Pedro observa três imagens da Mônica, através dos espelhos, nas regiões $R_1$, $R_2$ e $R_3$. O sentido do movimento de Mônica observado por Pedro na região $R_2$ é representado pela seta:

Mônica move-se em direção a Pedro; R2 é a região da dupla reflexão nos espelhos perpendiculares.

Gabarito oficial

Resolução comentada

Mônica move-se para Pedro, para baixo e para a direita na figura. A imagem em R₂ é obtida por duas reflexões perpendiculares:

$$(x,y)\longmapsto(-x,-y)$$

O vetor de deslocamento também tem as duas componentes invertidas:

$$\Delta\vec r_{R_2}=-\Delta\vec r$$

Assim, a imagem move-se para cima e para a esquerda.

Q44

Calorimetria

A água contida no aquário da figura, de capacidade térmica de $4\times10^{3}$ cal/ °C, encontra-se à temperatura de 10 °C. A água a 60 °C flui de uma torneira e cai dentro do aquário com uma vazão de 0,5 l/min. Considere que o calor específico da água é de 1,0 cal/g.°C e a densidade da água 1,0 g/cm³ e que as perdas de calor para o meio ambiente sejam desprezíveis. Para que a temperatura final da água seja 40 °C, o tempo que a torneira ficará aberta será de:

Aquário com torneira; desenho indica vinte centímetros de altura, quarenta de comprimento e dez de largura.

2 a 3 minutos.

4 a 5 minutos.

5 a 6 minutos.

6 a 7 minutos.

Gabarito oficial

ANULADA

Resolução comentada

A questão foi oficialmente anulada. Usando a capacidade térmica fornecida:

$$Q_{\text{fria}}=C\Delta T=4000(40-10)=120000\ \text{cal}$$

Cada grama da água quente cede:

$$q=1(60-40)=20\ \text{cal/g}$$

$$m_{\text{quente}}=\frac{120000}{20}=6000\ \text{g}=6\ \text{L}$$

$$t=\frac6{0{,}5}=12\ \text{min}$$

Esse tempo não aparece nas opções. Além disso, o desenho indica dimensões que não concordam com a massa implícita na capacidade térmica fornecida. Mantém-se a anulação oficial.

Q45

Ondas

A figura mostra uma haste vertical ligada a um alto falante que oscila a 400 Hz, ligado a uma corda que passa por uma roldana e é esticada por um peso, formando uma onda estacionária. Alterando-se gradativamente o número de vibrações da haste, a onda se desfaz e, em seguida, observa-se outra configuração de uma nova onda estacionária, com menor comprimento de onda. Para que tal fato aconteça, a nova frequência do alto falante será de:

Corda com quatro ventres entre oscilador e roldana, esticada por um peso.

200 Hz

300 Hz

500 Hz

600 Hz

Gabarito oficial

Resolução comentada

A figura mostra quatro ventres, isto é, o quarto harmônico:

$$f_4=4f_1=400\ \text{Hz}$$

$$f_1=100\ \text{Hz}$$

O próximo modo, com menor comprimento de onda, é o quinto harmônico:

$$f_5=5f_1=500\ \text{Hz}$$

A velocidade de propagação não muda, pois tensão e densidade linear são mantidas.

FCM-MG · Medicina 2018.1 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Dados da prova