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FCM-MG · Medicina 2019.1 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Faculdade Ciências Médicas de Minas Gerais · FELUMA

Vestibular de Medicina 2019 — 1º semestre · Física Q41–Q45 · Gabarito oficial e resoluções pelo Método TEF.

Q41
Cinematica

Um automóvel em movimento retilíneo possui um gráfico de distância versus tempo com quatro trechos distintos. O trecho que caracteriza o automóvel, sujeito a uma força resultante constante, possui a forma de uma

A)
curva circular.
B)
reta inclinada.
C)
reta horizontal.
D)
curva parabólica.

Gabarito oficial

D
Resolução comentada

Para massa constante, uma força resultante constante produz aceleração constante:

$$a=\frac{F_R}{m}$$

$$s=s_0+v_0t+\frac12at^2$$

Com aceleração não nula, o gráfico é parabólico. Ressalva: o original não exclui força resultante zero; nesse caso, uma reta inclinada ou horizontal também seria compatível. O gabarito assume força não nula e usa “distância” como posição ao longo da reta.

Q42
Eletrostatica

Duas partículas com cargas de mesmo sinal $Q_1$ e $Q_2$ encontram-se nos vértices do lado horizontal de um quadrado. O ponto P situa-se na metade de uma das arestas do quadrado menor, como ilustrado na figura. A carga $Q_1$ cria no ponto P um campo elétrico de módulo E. Para que o campo elétrico resultante no ponto P, devido às duas cargas, seja na direção vertical, o campo elétrico criado pela carga $Q_2$ terá módulo de

Cargas Q1 e Q2 nos vértices superiores; P no meio da aresta horizontal esquerda do quadrado menor.
A)
2E.
B)
3E.
C)
E/2.
D)
E/3.

Gabarito oficial

C
Resolução comentada

Se o quadrado tem lado a, o desenho coloca P a a/4 horizontalmente de Q₁ e a a/2 abaixo das cargas. As distâncias são:

$$r_1=\frac{a\sqrt5}{4}$$

$$r_2=\frac{a\sqrt{13}}4$$

Para a resultante ser vertical, as componentes horizontais opostas devem se cancelar:

$$E\frac1{\sqrt5}=E_2\frac3{\sqrt{13}}$$

$$E_2=\frac{\sqrt{13}}{3\sqrt5}E\approx0{,}537E$$

Ressalva: esse resultado não é exatamente E/2. O gabarito indica a opção mais próxima, mas a geometria impressa não produz nenhuma das opções de forma exata. Preserva-se a resposta oficial e registra-se a divergência.

Q43
Fisica moderna

No processo de formação de uma estrela, dois núcleos de átomos de hidrogênio se aglutinam para formar um átomo de hélio cuja massa é menor que as partículas que lhe deram origem. Essa diferença é que dá origem ao nascimento de uma estrela, pois ela começa a emitir luz. Esse fenômeno é explicado pelo(a)

A)
emissão de radiação no modelo de Bohr.
B)
equivalência massa / energia.
C)
efeito fotoelétrico.
D)
fissão nuclear.

Gabarito oficial

B
Resolução comentada

Uma reação nuclear pode produzir partículas cuja massa total é menor que a dos reagentes. A diferença corresponde à energia liberada:

$$E=\Delta m\,c^2$$

Esse é o princípio de equivalência massa–energia. O enunciado simplifica a cadeia de fusão: dois prótons não formam diretamente um núcleo de hélio comum; a produção de hélio envolve várias etapas.

Q44
Termodinamica

A dilatação do gás ideal hélio com 40 g de massa é mostrada no gráfico volume versus temperatura abaixo. Considere: • a constante universal dos gases igual a 8,3 J/mol.K; • o calor específico do hélio sob pressão constante igual a 1,25 cal/g.K; • a massa molecular do gás hélio igual a 4 g/mol; • 1 cal igual a 4 J. A variação da energia interna do gás hélio entre os estados P e Q do gráfico é de, aproximadamente:

Volume do hélio: P em quatrocentos kelvin e 0,4 metro cúbico; Q em oitocentos kelvin e 0,8 metro cúbico.
A)
$12{,}7\times10^4$ J
B)
$8{,}0\times10^4$ J
C)
$4{,}7\times10^4$ J
D)
$3{,}3\times10^4$ J

Gabarito oficial

C
Resolução comentada

A reta V × T passa pela origem, indicando pressão constante. Dos estados:

$$\Delta T=800-400=400\ \text{K}$$

$$n=\frac{40}{4}=10\ \text{mol}$$

O calor recebido é:

$$Q=mc_p\Delta T=40\cdot1{,}25\cdot400=20000\ \text{cal}$$

$$Q=80000\ \text{J}$$

O trabalho na expansão isobárica é:

$$W=nR\Delta T=10\cdot8{,}3\cdot400=33200\ \text{J}$$

$$\Delta U=Q-W=46800\ \text{J}\approx4{,}7\times10^4\ \text{J}$$

Utiliza-se o calor específico fornecido, arredondado no original.

Q45
Ondas

Duas ondas P e Q são produzidas simultaneamente num oscilador, representadas pelo gráfico posição x tempo abaixo. A razão entre as frequências $f_P$/$f_Q$ e entre as amplitudes $A_P$/$A_Q$ dessas ondas são, respectivamente:

No mesmo tempo, onda P faz um ciclo e meio e Q um ciclo; amplitudes de três e uma divisões.
A)
3/2 e 3.
B)
3/2 e 1/3.
C)
3 e 2/3.
D)
1/3 e 2/3.

Gabarito oficial

A
Resolução comentada

No mesmo intervalo, P realiza um ciclo e meio enquanto Q realiza um ciclo:

$$\frac{f_P}{f_Q}=\frac{1{,}5}{1}=\frac32$$

A amplitude de P ocupa três divisões verticais e a de Q uma:

$$\frac{A_P}{A_Q}=3$$

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