Provas Anteriores | FCM-MG Medicina 2018.2 | Física

Q41

Grandezas e unidades

Desejando visualizar o sistema solar, em escala de distância, um professor utiliza um barbante de 4,5 m de comprimento, onde são posicionados o Sol e os planetas, de modo que o Sol esteja em uma das extremidades do barbante e Netuno, na outra. A distância média entre o Sol e Netuno é de, aproximadamente $4{,}5\times10^{9}$ km. Sabe-se que a estrela Sirius, a mais brilhante do céu noturno, está a, aproximadamente, 8,6 anos-luz da Terra. Considerando que a velocidade da luz no espaço é de $3{,}0\times10^{8}$ m/s, a distância média entre o Sol e a estrela Sirius, na escala utilizada do barbante, é de aproximadamente:

$82\times10^{12}$ km.

82 km.

$9{,}5\times10^{12}$ km.

9,5 km.

Gabarito oficial

Resolução comentada

Adotando 365 dias por ano:

$$1\ \text{ano}=365\cdot24\cdot3600=3{,}1536\times10^7\ \text{s}$$

$$d=8{,}6\cdot3{,}0\times10^8\cdot3{,}1536\times10^7\approx8{,}14\times10^{16}\ \text{m}$$

Na escala, 4,5 × 10¹² m reais correspondem a 4,5 m de barbante:

$$d_{\text{escala}}=8{,}14\times10^{16}\frac{4{,}5}{4{,}5\times10^{12}}\approx8{,}14\times10^4\ \text{m}$$

$$d_{\text{escala}}\approx81{,}4\ \text{km}\approx82\ \text{km}$$

A diferença entre as posições da Terra e do Sol é desprezível nessa estimativa.

Q42

Magnetismo

Considere um paralelepípedo imaginário no espaço, cuja borda é um quadrado, como mostra a figura. Um elétron penetra nessa região onde existe um campo magnético que o faz adquirir uma trajetória helicoidal. Do ponto de vista de quem olha a figura de cima (ponto P), a configuração do campo magnético nessa região será:

Elétron entra em uma hélice vertical; ponto P observa de cima.

Campo entrando no papel, representado por cruzes.

Campo saindo do papel, representado por pontos.

Gabarito oficial

Resolução comentada

Um campo uniforme ao longo do eixo da hélice curva a componente perpendicular da velocidade e preserva a componente paralela. A força magnética é:

$$\vec F=q\,\vec v\times\vec B$$

Como o elétron tem carga negativa, a força tem sentido oposto ao produto vetorial. Pelas setas do desenho e pela vista superior de P, o campo aponta para o observador, saindo do papel. As configurações radiais não produzem a hélice indicada.

Q43

Dilatacao termica

O gráfico abaixo é o resultado de um experimento para identificação de um metal que constou de um arame reto, de coeficiente de dilatação linear (α), sujeito a um processo de dilatação. L é o comprimento do arame (em mm) e T a sua temperatura (em °C). Pelos dados obtidos, o metal identificado com seu respectivo coeficiente de dilatação linear (α) é o

Comprimento de mil a mil e um milímetros, para temperaturas de quarenta e cinco a cento e cinco graus Celsius.

zinco ($\alpha=26\times10^{-6}\ ^\circ\mathrm{C}^{-1}$)

ferro ($\alpha=12\times10^{-6}\ ^\circ\mathrm{C}^{-1}$)

alumínio ($\alpha=22\times10^{-6}\ ^\circ\mathrm{C}^{-1}$)

cobre ($\alpha=17\times10^{-6}\ ^\circ\mathrm{C}^{-1}$)

Gabarito oficial

Resolução comentada

O gráfico indica aproximadamente 1000 mm a 45 °C e 1001 mm a 105 °C:

$$\Delta L=1\ \text{mm}$$

$$\Delta T=105-45=60\ ^\circ\text{C}$$

Tomando 1000 mm como comprimento de referência, com precisão suficiente para as opções:

$$\alpha\approx\frac{\Delta L}{L\Delta T}=\frac1{1000\cdot60}\approx16{,}7\times10^{-6}\ ^\circ\text{C}^{-1}$$

Esse valor corresponde ao cobre.

Q44

Optica geometrica

Um feixe de luz monocromática verde, de comprimento de onda 500 nm, propaga-se no ar e penetra numa placa de vidro, cujo índice de refração é 1,5. Considere que: o ar possui índice de refração 1,0; a velocidade da luz no ar é de $3{,}0\times10^{8}$ m/s; e 1nm = 10-9 m. Pode-se afirmar que a luz verde propaga-se na placa de vidro com:

uma velocidade de $2{,}0\times10^{8}$ m/s e uma frequência de $5{,}0\times10^{14}$ Hz, mas com seu comprimento de onda inalterado.

uma velocidade de $2{,}0\times10^{8}$ m/s, uma frequência de $5{,}0\times10^{14}$ Hz e um comprimento de onda de 333 nm.

um comprimento de onda de 333 nm e uma velocidade de $2{,}0\times10^{8}$ m/s, mas com sua frequência inalterada.

um comprimento de onda de 333 nm, e uma frequência de $5{,}0\times10^{14}$ Hz, mas com sua velocidade inalterada.

Gabarito oficial

Resolução comentada

No vidro:

$$v=\frac cn=\frac{3{,}0\times10^8}{1{,}5}=2{,}0\times10^8\ \text{m/s}$$

A frequência é definida pela fonte e não muda:

$$f=\frac{3{,}0\times10^8}{500\times10^{-9}}=6{,}0\times10^{14}\ \text{Hz}$$

$$\lambda_{\text{vidro}}=\frac{500}{1{,}5}\approx333\ \text{nm}$$

A opção correta preserva a frequência, ao contrário das opções que fornecem 5,0 × 10¹⁴ Hz.

Q45

Optica geometrica

Um psicólogo deseja observar o comportamento de ratos à distância, que se encontram dentro de um aquário, onde existe uma lâmpada. Cria, então, um sistema óptico que possui um espelho côncavo para projetar a imagem de um objeto em um ponto. Esse sistema também possui um espelho plano que projeta a imagem desse ponto para fora do eixo do espelho côncavo, onde ela será observada, conforme a figura abaixo. A luz vinda do Sol, após se refletir no espelho côncavo, se condensa a 100 cm dele. A lâmpada encontra-se a 4,0 m do espelho côncavo e à direita da figura sobre o eixo desse espelho. Para que a imagem dessa lâmpada seja formada a 13 cm do eixo do espelho côncavo, a distância (x) do centro do espelho plano até o vértice do espelho côncavo será de

Espelho côncavo e espelho plano; imagem desviada treze centímetros abaixo do eixo.

213 cm.

187 cm.

133 cm.

120 cm.

Gabarito oficial

Resolução comentada

Os raios solares paralelos convergem a 100 cm, logo f = 100 cm. Para a lâmpada a 400 cm:

$$\frac1f=\frac1p+\frac1{p'}$$

$$\frac1{p'}=\frac1{100}-\frac1{400}=\frac3{400}$$

$$p'=\frac{400}{3}\approx133{,}3\ \text{cm}$$

O espelho plano desvia os últimos 13 cm do caminho para fora do eixo:

$$x+13=p'$$

$$x\approx133{,}3-13=120{,}3\ \text{cm}\approx120\ \text{cm}$$

FCM-MG · Medicina 2018.2 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Dados da prova