Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED
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FCM-MG · Medicina 2022.2

Faculdade Ciências Médicas de Minas Gerais · FELUMA

Vestibular de Medicina 2022 — 2º semestre · Física Q41–Q45 · gabarito definitivo FELUMA e resoluções comentadas pelo Método TEF.

Q41
Mecânica — Energia mecânica e atrito

A figura mostra um pequeno bloco que escorrega por um plano inclinado, partindo do repouso no ponto S, passando pelo ponto P e atingindo o ponto Q. No trecho SP, o atrito entre o bloco e o plano inclinado é desprezível, já no trecho PQ existe uma aspereza entre as superfícies, com um coeficiente de atrito cinético de $0{,}2$. As distâncias $d$ valem $1\,\text{m}$.

Sabe-se que $\operatorname{sen}45^\circ=\cos45^\circ=\dfrac{\sqrt2}{2}$.

Bloco descendo plano inclinado entre os pontos S, P e Q, com trecho PQ áspero

Se no ponto S o bloco possuía uma energia potencial gravitacional de $100\,\text{J}$, em relação ao nível zero mostrado na figura, então sua energia mecânica ao passar pelo ponto Q será de:

A)40 J.
B)60 J.
C)90 J.
D)100 J.

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C
Resolução

Do ponto S ao ponto P não há atrito, portanto a energia mecânica permanece igual a $100\,\text{J}$.

Pela figura, S está a uma altura $2d=2\,\text{m}$ acima do nível zero. Assim:

$mg(2)=100\Rightarrow mg=50\,\text{N}$.

No trecho PQ, a força de atrito vale

$F_{\text{at}}=\mu N=\mu mg\cos45^\circ$.

$F_{\text{at}}=0{,}2\cdot50\cdot\dfrac{\sqrt2}{2}=5\sqrt2\,\text{N}$.

Como as projeções horizontal e vertical de PQ medem $d=1\,\text{m}$:

$PQ=\sqrt{1^2+1^2}=\sqrt2\,\text{m}$.

O trabalho do atrito é

$W_{\text{at}}=-F_{\text{at}}\cdot PQ=-(5\sqrt2)(\sqrt2)=-10\,\text{J}$.

Logo, em Q:

$E_M(Q)=100-10=90\,\text{J}$.

Alternativa correta: C.

Q42
Eletromagnetismo — Correntes de Foucault e Lei de Lenz

Um experimento foi construído com um pêndulo que oscila sem atrito, em torno de um eixo que passa pelo ponto O. Esse pêndulo possui uma haste isolante e, em sua extremidade, uma chapa circular metálica, como mostra a figura. Na região quadrada de linhas tracejadas existe um campo magnético uniforme entrando no plano do papel.

Pêndulo com chapa metálica entrando em uma região de campo magnético uniforme para dentro do plano

No experimento foi usada uma chapa de alumínio e outra de ferro. Quando a chapa metálica penetrar na região quadrada, o pêndulo será:

A)freado apenas se a chapa circular for de ferro.
B)freado com a chapa circular sendo de ferro ou de alumínio.
C)acelerado apenas se a chapa circular for de ferro.
D)acelerado com a chapa circular sendo de ferro ou de alumínio.

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B
Resolução

Ao entrar na região de campo magnético, o fluxo magnético através da chapa condutora varia.

Essa variação induz correntes de Foucault na própria chapa. Pela Lei de Lenz, o campo magnético produzido pelas correntes induzidas se opõe à variação de fluxo que as originou e, consequentemente, ao movimento da chapa.

Esse efeito ocorre tanto no ferro quanto no alumínio, pois ambos são condutores elétricos.

Portanto, o pêndulo é freado nos dois casos.

Alternativa correta: B.

Q43
Óptica geométrica — Lâmina de faces paralelas

Quando observamos uma haste vertical por meio de uma lâmina de vidro, tem-se a impressão que a haste partiu e a vemos deslocada de sua posição, como na figura da esquerda. Para explicar esse fato, observa-se a lâmina de faces paralelas imersa no ar, vista de cima, como na figura da direita.

Haste observada através de lâmina de faces paralelas e esquema do desvio lateral de um raio luminoso

Um raio de luz sai da haste e penetra na lâmina transparente de largura $L=1\,\text{cm}$ sob um ângulo de $60^\circ$, como representado na figura. Ao deixar a face paralela, o raio é desviado de uma distância $d$ em relação à direção do raio incidente inicial.

Sabe-se que $\operatorname{sen}60^\circ=\dfrac{\sqrt3}{2}$ e que $\operatorname{sen}30^\circ=\dfrac12$.

Considerando o índice de refração do ar igual a $1$ e o da lâmina transparente igual a $\sqrt3$, o valor de $d$ será igual a:

A)$\dfrac{\sqrt3}{3}\,\text{cm}$.
B)$\dfrac{\sqrt3}{2}\,\text{cm}$.
C)$\dfrac12\,\text{cm}$.
D)$\dfrac13\,\text{cm}$.

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A
Resolução

Pela Lei de Snell:

$n_1\operatorname{sen}i=n_2\operatorname{sen}r$.

$1\cdot\dfrac{\sqrt3}{2}=\sqrt3\,\operatorname{sen}r$.

Logo:

$\operatorname{sen}r=\dfrac12\Rightarrow r=30^\circ$.

O deslocamento lateral em uma lâmina de faces paralelas é

$d=L\dfrac{\operatorname{sen}(i-r)}{\cos r}$.

Substituindo $L=1\,\text{cm}$, $i=60^\circ$ e $r=30^\circ$:

$d=1\cdot\dfrac{\operatorname{sen}30^\circ}{\cos30^\circ}=\dfrac{1/2}{\sqrt3/2}=\dfrac{1}{\sqrt3}=\dfrac{\sqrt3}{3}\,\text{cm}$.

Alternativa correta: A.

Q44
Termologia — Curva de aquecimento

Uma substância encontra-se inicialmente na fase sólida e recebe gradativamente quantidades de calor, ora elevando sua temperatura, ora mantendo-a constante. O gráfico abaixo demonstra a variação de temperatura $(T)$ em função do calor recebido $(Q)$ desta substância.

Gráfico de temperatura em função do calor recebido, com aquecimentos e dois patamares de mudança de fase

Considere que $c_S$, $c_L$ e $c_V$ são os calores específicos da substância, respectivamente, nas fases sólida, líquida e de vapor. $L_F$ e $L_V$ são, respectivamente, os calores latentes de fusão e vaporização da mesma substância.

O gráfico anterior nos fornece as informações de que:

A)$c_S\mathrel{>}c_L$ e $L_V\mathrel{>}L_F$.
B)$c_V\mathrel{>}c_L$ e $L_F\mathrel{>}L_V$.
C)$c_L\mathrel{>}c_S$ e $L_F\mathrel{>}L_V$.
D)$c_S\mathrel{>}c_V$ e $L_V\mathrel{>}L_F$.

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C
Resolução

Nos trechos inclinados:

$Q=mc\Delta T\Rightarrow \dfrac{\Delta T}{\Delta Q}=\dfrac{1}{mc}$.

Portanto, quanto menor a inclinação do gráfico $T\times Q$, maior o calor específico.

O trecho correspondente ao líquido é menos inclinado que o trecho correspondente ao sólido, logo:

$c_L\mathrel{>}c_S$.

Nos patamares de mudança de fase, $Q=mL$. Como o patamar da fusão é mais extenso no eixo $Q$ que o da vaporização:

$L_F\mathrel{>}L_V$.

Alternativa correta: C.

Q45
Ondulatória — Efeito Doppler

Um carro levando um paciente para o hospital mantém a buzina do veículo acionada. Uma pessoa a $100\,\text{m}$ deste carro escuta o som da buzina que se aproxima dele. Sabe-se que as ondas sonoras possuem as características: amplitude, comprimento de onda, frequência e velocidade.

Enquanto o carro se aproxima da pessoa, as características da onda sonora que ela escuta e que estarão aumentando são:

A)O comprimento de onda e a velocidade.
B)A amplitude e a velocidade.
C)O comprimento de onda e a frequência.
D)A amplitude e a frequência.

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D
Resolução

Como a fonte sonora se aproxima do observador, ocorre efeito Doppler e a frequência percebida aumenta:

$f^{\prime}\mathrel{>}f$.

A velocidade do som depende das propriedades do meio e permanece praticamente constante.

À frente de uma fonte que se aproxima, as frentes de onda ficam comprimidas, portanto o comprimento de onda diminui.

Além disso, à medida que o carro se aproxima, a distância entre fonte e observador diminui e a intensidade sonora recebida aumenta; consequentemente, aumenta também a amplitude da onda percebida.

Assim, aumentam a amplitude e a frequência.

Alternativa correta: D.

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