Processo Seletivo FMIT 2004, Medicina (Itajubá) · Física — resolução comentada questão a questão.
Dados da prova
Processo Seletivo FMIT 2004, Medicina (Faculdade de Medicina de Itajubá): o bloco de Física corresponde às questões 21 a 30 da prova. Cada questão tem cinco alternativas, sendo a E sempre “N.R.A.” (nenhuma das respostas anteriores). Gabarito oficial.
Q21
Termologia — Termodinâmica — Panela de Pressão e a Temperatura de Ebulição da Água
Uma panela de pressão cozinha os alimentos num tempo menor que uma panela convencional, pois, em seu interior, ocorre um aumento:
(A)da pressão.
(B)da temperatura da água, pois a válvula de segurança mantém a pressão constante.
(C)da pressão, mantendo a temperatura da água em $100\ ^\circ\mathrm C$.
(D)da temperatura e da pressão.
(E)N.R.A. (nenhuma das respostas anteriores).
Gabarito oficial — Processo Seletivo FMIT 2004, Medicina (Itajubá), prova de Física
D
Resolução comentada
Na panela fechada, o vapor aprisionado eleva a pressão interna acima da pressão atmosférica. Como a temperatura de ebulição da água cresce com a pressão, a água passa a ferver a uma temperatura maior que $100\ ^\circ\mathrm C$, e o cozimento fica mais rápido.
Assim, aumentam ao mesmo tempo a pressão e a temperatura. A válvula limita a pressão, mas não a mantém constante desde o início, e a temperatura da água não fica em $100\ ^\circ\mathrm C$.
Q22
Eletricidade — Capacitores — Capacitâncias a Partir das Associações em Série e em Paralelo
Determine as capacidades, em $\mu\mathrm F$, de dois capacitores quaisquer, sabendo-se que, quando eles estão associados em série, a capacidade equivalente tem valor $5\ \mu\mathrm F$ e, quando associados em paralelo, a capacidade equivalente tem valor $20\ \mu\mathrm F$.
(A)$8$ e $12$
(B)$4$ e $16$
(C)$10$ e $10$
(D)$15$ e $5$
(E)N.R.A. (nenhuma das respostas anteriores).
Gabarito oficial — Processo Seletivo FMIT 2004, Medicina (Itajubá), prova de Física
C
Resolução comentada
Em paralelo, $C_1+C_2=20\ \mu\mathrm F$. Em série, $\dfrac{C_1\,C_2}{C_1+C_2}=5$, então $C_1\,C_2=5\cdot20=100\ \mu\mathrm F^2$.
Dois números com soma $20$ e produto $100$ são raízes de $x^2-20x+100=0$, isto é, $(x-10)^2=0$. Os capacitores têm $C_1=C_2=10\ \mu\mathrm F$.
Q23
Ondas — Ondas sonoras — Quebra de Um Cálice de Cristal Pela Voz de Uma Cantora
Durante a apresentação de uma cantora lírica em um teatro verificou-se que, em determinado trecho da música, ocorreu a quebra espontânea de um cálice de cristal que estava em repouso sobre uma mesa. Este fenômeno pode ser atribuído à:
(A)Refração.
(B)Interferência sonora.
(C)Ressonância.
(D)Reflexão sonora.
(E)N.R.A. (nenhuma das respostas anteriores).
Gabarito oficial — Processo Seletivo FMIT 2004, Medicina (Itajubá), prova de Física
C
Resolução comentada
Quando a frequência do som emitido coincide com uma frequência natural de vibração do cristal, o cálice absorve energia da onda sonora de forma crescente e oscila com amplitude cada vez maior, até se romper. Esse é o fenômeno de ressonância.
Q24
Eletricidade — Eletrostática — Cargas Finais de Esferas Idênticas Após Contatos Sucessivos
Sejam três esferas condutoras $A$, $B$ e $C$ idênticas. A esfera $A$ tem carga de $1\ \mathrm C$, a esfera $B$ tem carga de $2{,}4\ \mathrm C$ e a esfera $C$ está inicialmente neutra. Com a esfera $C$ toco a esfera $B$. Em seguida, com a esfera $B$ toco a esfera $A$. As cargas elétricas nas esferas $A$, $B$ e $C$ após esses contatos serão, em coulombs, respectivamente:
(A)$1{,}2\ ;\ 1{,}2\ ;\ 1{,}2$
(B)$2{,}1\ ;\ 3{,}4\ ;\ 1{,}1$
(C)$1{,}1\ ;\ 1{,}1\ ;\ 1{,}2$
(D)$2{,}4\ ;\ 1{,}1\ ;\ 0$
(E)N.R.A. (nenhuma das respostas anteriores).
Gabarito oficial — Processo Seletivo FMIT 2004, Medicina (Itajubá), prova de Física
C
Resolução comentada
Esferas condutoras idênticas dividem igualmente a carga total ao se tocarem. No primeiro contato, $B$ e $C$ ficam com $\dfrac{2{,}4+0}{2}=1{,}2\ \mathrm C$ cada uma.
No segundo contato, $B$ ($1{,}2\ \mathrm C$) toca $A$ ($1\ \mathrm C$) e cada uma fica com $\dfrac{1{,}2+1}{2}=1{,}1\ \mathrm C$. A esfera $C$ não participa mais e permanece com $1{,}2\ \mathrm C$. As cargas finais são $q_A=1{,}1\ \mathrm C$, $q_B=1{,}1\ \mathrm C$ e $q_C=1{,}2\ \mathrm C$, e a soma ($3{,}4\ \mathrm C$) se conserva.
Q25
Ondas — Acústica — Julgamento de Afirmações Sobre As Qualidades Fisiológicas do Som
Com relação às alternativas abaixo, sobre as qualidades fisiológicas do som, escolha a alternativa correta.
I — Altura de um som é a qualidade que nos permite distinguir um som agudo de um som grave.
II — A intensidade de um som é a qualidade que nos permite distinguir um som fraco de um som forte, através da pressão exercida pelas ondas de pequena ou grande intensidade, sobre o tímpano.
III — Dois sons de mesma frequência, produzidos por instrumentos musicais diferentes, são distinguidos no ouvido humano pelo timbre.
(A)Somente I e II estão corretas.
(B)Somente II está correta.
(C)Somente I está correta.
(D)Todas as alternativas são verdadeiras.
(E)N.R.A. (nenhuma das respostas anteriores).
Gabarito oficial — Processo Seletivo FMIT 2004, Medicina (Itajubá), prova de Física
D
Resolução comentada
I é verdadeira: agudo e grave se distinguem pela altura, que depende da frequência. II é verdadeira: a intensidade (volume) está ligada à amplitude da onda e à pressão que ela exerce sobre o tímpano. III é verdadeira: o timbre decorre da forma da onda (os harmônicos presentes) e distingue duas fontes que emitem a mesma nota.
As três afirmações estão corretas.
Q26
Eletricidade — Corrente elétrica — Fatores Que Determinam a Resistência Elétrica de Um Fio
Seja um fio condutor de comprimento $L$ e secção transversal $S$. Com relação ao módulo de sua resistência elétrica, podemos afirmar que:
(A)Ele varia de acordo com o material de que é feito, com seu comprimento e com sua secção transversal.
(B)Ele só depende do material com que o fio condutor é fabricado.
(C)Ele independe do material com que o fio é fabricado.
(D)Ele independe do comprimento do fio.
(E)N.R.A. (nenhuma das respostas anteriores).
Gabarito oficial — Processo Seletivo FMIT 2004, Medicina (Itajubá), prova de Física
A
Resolução comentada
Pela segunda lei de Ohm, $R=\rho\,\dfrac{L}{S}$. A resistência depende da resistividade $\rho$ do material, é diretamente proporcional ao comprimento $L$ e inversamente proporcional à área $S$ da secção transversal. Assim, depende das três grandezas (e também da temperatura).
Q27
Mecânica — Vetores — Soma de Vetores Pelo Método Poligonal
O vetor resultante da soma de $\overrightarrow{AB}$, $\overrightarrow{BD}$ e $\overrightarrow{CA}$ é:
(A)$\overrightarrow{EA}$
(B)$\overrightarrow{CD}$
(C)$\overrightarrow{CE}$
(D)$\overrightarrow{FD}$
(E)N.R.A. (nenhuma das respostas anteriores).
Gabarito oficial — Processo Seletivo FMIT 2004, Medicina (Itajubá), prova de Física
B
Resolução comentada
Reordenando para ligar a origem de cada vetor ao fim do anterior: $\overrightarrow{CA}+\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{BD}$. A soma é o vetor que vai da origem do primeiro ($C$) até o fim do último ($D$), isto é, $\overrightarrow{CD}$.
Q28
Mecânica — Leis de Newton — Aceleração de Um Elevador a Partir da Leitura do Dinamômetro
Suponha um homem em pé sobre um dinamômetro, no interior de um elevador. Quando o elevador está parado, o dinamômetro marca $800\ \mathrm N$. O elevador passa a subir em movimento acelerado e a leitura no dinamômetro indica $1\,200\ \mathrm N$. Sabendo-se que $g=10\ \mathrm{m/s^2}$, a aceleração do elevador, em $\mathrm{m/s^2}$, será de:
(A)$10$
(B)$5$
(C)$12$
(D)$8$
(E)N.R.A. (nenhuma das respostas anteriores).
Gabarito oficial — Processo Seletivo FMIT 2004, Medicina (Itajubá), prova de Física
B
Resolução comentada
Parado, a leitura é o peso, $P=800\ \mathrm N$, então $m=80\ \mathrm{kg}$. Subindo com aceleração $a$, a segunda lei de Newton dá $N-P=m\,a$.
$1\,200-800=80\,a$, então $a=\dfrac{400}{80}=5\ \mathrm{m/s^2}$.
Q29
Termologia — Gases — Temperatura Final de Um Gás com Volume Reduzido À Metade e Pressão Ampliada
Considere uma determinada massa de um gás perfeito ocupando um volume de $V$ litros, à temperatura de $27\ ^\circ\mathrm C$, exercendo uma pressão de $P$ atm. Se reduzirmos o volume do gás à metade, a que temperatura teremos que aquecê-lo para que sua pressão exceda a inicial em $150\,\%$?
(A)$102\ ^\circ\mathrm C$
(B)$77\ ^\circ\mathrm C$
(C)$52\ ^\circ\mathrm C$
(D)$127\ ^\circ\mathrm C$
(E)N.R.A. (nenhuma das respostas anteriores).
Gabarito oficial — Processo Seletivo FMIT 2004, Medicina (Itajubá), prova de Física
A
Resolução comentada
Exceder a pressão inicial em $150\,\%$ significa $P'=P+1{,}5\,P=2{,}5\,P$. O volume final é $V'=V/2$ e a temperatura inicial é $T=27+273=300\ \mathrm K$.
Pela equação geral dos gases, $\dfrac{P\,V}{T}=\dfrac{P'\,V'}{T'}$, então $T'=T\cdot\dfrac{P'\,V'}{P\,V}=300\cdot2{,}5\cdot\dfrac12=375\ \mathrm K$, ou seja, $375-273=102\ ^\circ\mathrm C$.
Q30
Mecânica — Trabalho e energia — Julgamento de Afirmações Sobre o Trabalho de Uma Força
Analise as afirmativas abaixo e escolha a alternativa correta.
I — Não há trabalho negativo.
II — Quando não houver deslocamento, o trabalho realizado pelas forças que atuam sobre um corpo é nulo.
III — O trabalho realizado por uma força é uma grandeza escalar.
IV — Sempre que uma força agir sobre um corpo, ela realiza trabalho.
(A)Afirmativas I e II são verdadeiras.
(B)Somente II é verdadeira.
(C)Somente III é verdadeira.
(D)Somente I é falsa.
(E)N.R.A. (nenhuma das respostas anteriores).
Gabarito oficial — Processo Seletivo FMIT 2004, Medicina (Itajubá), prova de Física
E
Resolução comentada
I é falsa: o trabalho $W=F\,d\cos\theta$ é negativo quando a força se opõe ao deslocamento (como o atrito). II é verdadeira: sem deslocamento, $d=0$ e $W=0$. III é verdadeira: trabalho é grandeza escalar. IV é falsa: uma força perpendicular ao deslocamento, ou aplicada sem deslocamento, não realiza trabalho.
São verdadeiras II e III, combinação que nenhuma das alternativas de A a D apresenta.