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FCM-MG · Medicina 2022.1

Faculdade Ciências Médicas de Minas Gerais · FELUMA

Vestibular de Medicina 2022 — 1º semestre · Física Q41–Q45 · gabarito definitivo FELUMA e resoluções comentadas pelo Método TEF.

Q41
Óptica geométrica — Lentes esféricas

Um estudante observa uma pessoa por meio de uma lente convergente de distância focal $1{,}0\,\text{m}$. Inicialmente, a pessoa encontra-se a $6{,}0\,\text{m}$ da lente. Se a pessoa aproxima-se da lente de $1{,}0\,\text{m}$, sua imagem se afasta da lente de:

A)2 cm.
B)4 cm.
C)5 cm.
D)6 cm.

FCM-MG Medicina 2022.1 · Gabarito definitivo

C
Resolução

Pela equação dos pontos conjugados:

$\dfrac{1}{f}=\dfrac{1}{p}+\dfrac{1}{p^{\prime}}$.

Inicialmente, com $f=1{,}0\,\text{m}$ e $p_1=6{,}0\,\text{m}$:

$\dfrac{1}{p_1^{\prime}}=1-\dfrac{1}{6}=\dfrac{5}{6}$,

$p_1^{\prime}=1{,}20\,\text{m}$.

Depois, a pessoa fica a $5{,}0\,\text{m}$ da lente:

$\dfrac{1}{p_2^{\prime}}=1-\dfrac{1}{5}=\dfrac{4}{5}$,

$p_2^{\prime}=1{,}25\,\text{m}$.

Logo, a imagem se afasta

$\Delta p^{\prime}=1{,}25-1{,}20=0{,}05\,\text{m}=5\,\text{cm}$.

Alternativa correta: C.

Q42
Cinemática — Tempo de reação e movimento acelerado

Renato quer saber o tempo de reflexo entre ver e agir de sua mãe, pois ela é motorista e ele se preocupa com a segurança dela no trânsito.

Para tanto, realiza um experimento no qual ele mantém uma régua de $30\,\text{cm}$, suspensa verticalmente, segurando-a entre seus dedos pela extremidade superior, de maneira que o zero da régua esteja posicionado na extremidade inferior. Neste momento, pede a sua mãe para apoiar a mão direita sobre a beirada de uma mesa, abrindo levemente os dedos polegar e indicador na altura do zero da régua, sem tocá-la, mas prontos para segurá-la assim que a régua for abandonada, como mostra a foto abaixo (foto do autor). Sem prévio aviso, a régua é abandonada e a mãe de Renato pega a régua depois de cair $20\,\text{cm}$.

Experimento da régua para medir o tempo de reação

Certo dia, o carro dirigido pela mãe desce uma rua inclinada de $30^\circ$ e quando atinge a velocidade de $18\,\text{km/h}$, ela vê um buraco adiante e pisa no freio.

Considerando que, durante a freada, o carro desce a rua sem atrito, que $g=10\,\text{m/s}^2$, que $\operatorname{sen}30^\circ=0{,}50$, que $\cos30^\circ=0{,}87$ e que o tempo de reflexo da mãe é o mesmo que aconteceu com a queda da régua, a distância que o carro percorre entre a mãe ver o buraco e pisar no freio é de:

A)1,10 m.
B)1,87 m.
C)2,00 m.
D)2,53 m.

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A
Resolução

Primeiro, determinamos o tempo de reação pelo experimento da régua:

$0{,}20=\dfrac{10t^2}{2}$.

$t=0{,}20\,\text{s}$.

A velocidade inicial do carro é

$18\,\text{km/h}=5{,}0\,\text{m/s}$.

Na direção da descida, a componente da aceleração da gravidade é

$a=g\operatorname{sen}30^\circ=10\cdot0{,}50=5{,}0\,\text{m/s}^2$.

Durante o tempo de reação:

$\Delta s=v_0t+\dfrac{at^2}{2}$.

$\Delta s=5\cdot0{,}20+\dfrac{5(0{,}20)^2}{2}=1{,}00+0{,}10=1{,}10\,\text{m}$.

Alternativa correta: A.

Q43
Estática — Pressão média

Um bloco metálico na forma de um paralelepípedo é constituído de duas metades: uma de ferro (cinza escuro) e outra de alumínio (cinza claro), como na figura abaixo. Sabe-se que a densidade do ferro é maior que a do alumínio.

Bloco formado por metade de ferro e metade de alumínio

A aresta menor do bloco vale $10\,\text{cm}$; a maior, $40\,\text{cm}$; e a intermediária, $20\,\text{cm}$. Coloca-se esse bloco em quatro posições diferentes, P, Q, R e S, sobre uma superfície plana, como na figura abaixo.

Quatro posições P, Q, R e S do mesmo bloco sobre uma superfície plana

A ordem decrescente da pressão média que cada um dos blocos exerce sobre a superfície é:

A)$S\mathrel{>}R\mathrel{>}Q=P$.
B)$S\mathrel{>}Q\mathrel{>}P\mathrel{>}R$.
C)$P=Q\mathrel{>}S\mathrel{>}R$.
D)$Q\mathrel{>}P\mathrel{>}S\mathrel{>}R$.

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C
Resolução

A pressão média exercida pelo bloco é

$p=\dfrac{F}{A}=\dfrac{mg}{A}$.

Como se trata do mesmo bloco nas quatro posições, seu peso é o mesmo. Portanto, a pressão depende apenas da área de contato.

As áreas de apoio são:

$A_P=A_Q=10\cdot20=200\,\text{cm}^2$,

$A_S=10\cdot40=400\,\text{cm}^2$,

$A_R=20\cdot40=800\,\text{cm}^2$.

Quanto menor a área, maior a pressão. Assim:

$p_P=p_Q\mathrel{>}p_S\mathrel{>}p_R$.

Alternativa correta: C.

Q44
Magnetismo — Campo de fio retilíneo e espira

Um fio reto, percorrido por uma corrente $i$, está posicionado tangente a uma espira que também possui uma mesma corrente $i$, conforme a figura abaixo. O fio e a espira estão no mesmo plano.

Fio reto tangente a uma espira circular, ambos percorridos pela mesma corrente i

O campo magnético produzido pela corrente da espira tem o valor $B$ no seu centro.

O campo magnético resultante $X$, devido às correntes do fio reto e da espira, no centro desta, será:

A)$X\mathrel{<}B$.
B)$X=0$.
C)$X=2B$.
D)$B\mathrel{<}X\mathrel{<}2B$.

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A
Resolução

No centro da espira circular:

$B_{\text{espira}}=\dfrac{\mu_0 i}{2R}=B$.

Como o fio reto é tangente à espira, a distância do centro ao fio é $R$. Logo:

$B_{\text{fio}}=\dfrac{\mu_0 i}{2\pi R}=\dfrac{B}{\pi}$.

Pela regra da mão direita, os dois campos no centro da espira têm sentidos opostos para as correntes indicadas na figura.

Assim:

$X=B-\dfrac{B}{\pi}=B\left(1-\dfrac{1}{\pi}\right)$.

Portanto:

$X\mathrel{<}B$.

Alternativa correta: A.

Q45
Ondulatória — Interferência de ondas

Ondas são formadas num lago por meio de duas fontes $S_1$ e $S_2$, que produzem pulsos simultâneos, com a mesma frequência e estão em fase, como na figura abaixo. Pelo ponto P passa uma linha nodal.

Interferência de ondas produzidas pelas fontes S1 e S2, com ponto P sobre uma linha nodal

Disponível em: vestibulandoonline.blogspot.com. Adaptado.

A distância entre $S_1$ e P é de $60\,\text{cm}$ e de $S_2$ a P, $62\,\text{cm}$. O comprimento de onda das ondas produzidas será de:

A)2 cm.
B)4 cm.
C)6 cm.
D)8 cm.

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B
Resolução

A diferença de caminho até P é

$\Delta=|62-60|=2\,\text{cm}$.

Como as fontes estão em fase e P pertence a uma linha nodal, ocorre interferência destrutiva:

$\Delta=\left(n+\dfrac{1}{2}\right)\lambda$.

Para a primeira linha nodal, $n=0$:

$2=\dfrac{\lambda}{2}$.

Logo,

$\lambda=4\,\text{cm}$.

Alternativa correta: B.

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