FCM-MG Medicina 2019.2 — Física resolvida

Q41

Mecânica — Movimento circular e MUV

Um objeto de teste percorre o trajeto SRQPNM conforme a figura abaixo. Nos trechos circulares, o objeto move-se com velocidade constante e nos trechos retilíneos desloca-se em movimento uniformemente variado. Parte do repouso em S e atinge a velocidade $V$ no ponto R; entre Q e P, acelera até atingir a velocidade $2V$ em P; de N a M, desacelera, parando no ponto M.

Trajeto SRQPNM sobre malha de espaçamento d

Na figura, as linhas tracejadas são equidistantes e distanciadas de $d$.

A maior e a menor aceleração do objeto, em valores absolutos, no trajeto descrito, ocorrerão, respectivamente, nos trechos:

A)SR e PN.

B)RQ e NM.

C)PN e QP.

D)QP e NM.

FCM-MG Medicina 2019.2 · Gabarito conferido

Resolução

No trecho SR, de comprimento $d$, o objeto vai do repouso a $V$:

$V^2=2a_{SR}d\Rightarrow |a_{SR}|=\dfrac{V^2}{2d}$.

Em RQ, a velocidade é $V$ e o raio da semicircunferência é $d/2$:

$a_{RQ}=\dfrac{V^2}{d/2}=\dfrac{2V^2}{d}$.

Em QP, a distância é $4d$ e a velocidade passa de $V$ para $2V$:

$(2V)^2-V^2=2a_{QP}(4d)\Rightarrow a_{QP}=\dfrac{3V^2}{8d}$.

Em PN, o raio vale $d$ e a velocidade é $2V$:

$a_{PN}=\dfrac{(2V)^2}{d}=\dfrac{4V^2}{d}$.

Por fim, em NM, de comprimento $2d$, o objeto passa de $2V$ ao repouso:

$|a_{NM}|=\dfrac{(2V)^2}{2(2d)}=\dfrac{V^2}{d}$.

Logo, a maior aceleração ocorre em PN e a menor em QP.

Alternativa correta: C.

Q42

Eletrodinâmica — Potência e resistência

Um dispositivo elétrico possui um comportamento diferenciado de acordo com o gráfico da tensão elétrica $(V)$ em função da corrente $(i)$ que o atravessa, mostrado a seguir.

A partir desse gráfico, algumas hipóteses podem ser feitas sobre como será o comportamento da potência e da resistência elétricas desse dispositivo.

A potência e a resistência poderiam aumentar, diminuir ou ficar constante com o aumento da corrente.

Pelas leis da eletricidade, a potência e a resistência do dispositivo terão que, respectivamente:

A)aumentar e ficar constante.

B)ficar constante e diminuir.

C)diminuir e aumentar.

D)aumentar e diminuir.

FCM-MG Medicina 2019.2 · Gabarito conferido

Resolução

Os pontos do gráfico satisfazem aproximadamente $Vi=80$:

$(1\,\text{A})(80\,\text{V})=(2\,\text{A})(40\,\text{V})=(4\,\text{A})(20\,\text{V})$.

Como $P=Vi$, a potência permanece constante.

Já a resistência é

$R=\dfrac{V}{i}=\dfrac{P}{i^2}$.

Assim, com o aumento da corrente, a resistência diminui.

Alternativa correta: B.

Q43

Óptica — Refração e reflexão total

Uma lanterna está posicionada dentro d’água de um aquário e outra, fora dele, incidindo raios monocromáticos de luz, x e z, atingindo a superfície da água, como mostra a figura abaixo.

Raios x e z incidindo na superfície entre ar e água

O ângulo limite entre a água do aquário e o ar é de $48^\circ$.

As trajetórias dos raios x e z, após terem atingido a superfície da água, estarão melhor representadas pela figura da alternativa:

(Nas alternativas, não estão representados os raios luminosos x que são refletidos pela superfície d’água.)

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Resolução

Os $40^\circ$ indicados são medidos em relação à superfície. Portanto, o ângulo com a normal vale

$i=90^\circ-40^\circ=50^\circ$.

Para o raio z, que vai da água para o ar, $50^\circ$ é maior que o ângulo limite de $48^\circ$. Assim, ocorre reflexão total interna.

Para o raio x, que passa do ar para a água, o raio refratado aproxima-se da normal.

A figura deve mostrar o raio x aproximando-se da normal e o raio z sofrendo reflexão total interna.

Alternativa correta: A.

Q44

Termologia — Dilatação linear

A figura mostra um portão exposto à luz solar, com duas partes de madeira e dois canos de metal (1 e 2) de materiais, diâmetros e comprimentos diferentes.

Portão com dois canos metálicos identificados como Cano 1 e Cano 2

Os canos 1 e 2 têm, respectivamente, coeficientes de dilatação linear $\alpha_1$ e $\alpha_2$, diâmetros $d_1$ e $d_2$ e comprimentos $c_1$ e $c_2$.

Com as variações de temperatura diária, o projetista do portão deseja que a lateral direita do portão permaneça sempre na direção vertical, paralela à parede.

Para que tal fato ocorra, a relação entre os parâmetros $\alpha_1$, $\alpha_2$, $d_1$, $d_2$, $c_1$ e $c_2$ será:

A)$d_1\alpha_1=d_2\alpha_2$.

B)$d_1\alpha_2=d_2\alpha_1$.

C)$c_1\alpha_2=c_2\alpha_1$.

D)$c_1\alpha_1=c_2\alpha_2$.

FCM-MG Medicina 2019.2 · Gabarito conferido

Resolução

Para que a lateral direita permaneça vertical, os dois canos devem sofrer a mesma variação de comprimento:

$\Delta L_1=\Delta L_2$.

Como a dilatação linear é $\Delta L=\alpha L\Delta T$:

$\alpha_1c_1\Delta T=\alpha_2c_2\Delta T$.

Cancelando $\Delta T$:

$c_1\alpha_1=c_2\alpha_2$.

Os diâmetros não interferem na dilatação linear longitudinal.

Alternativa correta: D.

Q45

Ondulatória — Faixas audíveis e comprimento de onda

A percepção de ondas sonoras dos seres humanos é diferente para distintas espécies de animais. A figura abaixo mostra faixas de frequências, em Hz, percebidas por vários animais.

Faixas de frequências audíveis por seres humanos e diferentes animais

Considerando que a velocidade do som no ar é de $340\,\text{m/s}$, o comprimento de onda comum, em metros, entre o som percebido por um elefante, por um gato e por um homem pode ser de:

A)1 m.

B)2 m.

C)5 m.

D)10 m.

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Resolução

Pela figura, a faixa comum ao elefante, ao gato e ao ser humano está aproximadamente entre $50\,\text{Hz}$ e $100\,\text{Hz}$.

Calculando as frequências correspondentes às alternativas por $v=\lambda f$:

$\lambda=1\,\text{m}\Rightarrow f=340\,\text{Hz}$;

$\lambda=2\,\text{m}\Rightarrow f=170\,\text{Hz}$;

$\lambda=5\,\text{m}\Rightarrow f=68\,\text{Hz}$;

$\lambda=10\,\text{m}\Rightarrow f=34\,\text{Hz}$.

Apenas $68\,\text{Hz}$ pertence à faixa comum mostrada no gráfico.

Alternativa correta: C.

FCM-MG · Medicina 2019.2

Dados da prova