Processo Seletivo FMIT 2007, Medicina (Itajubá) · Física — resolução comentada questão a questão.
Dados da prova
Processo Seletivo FMIT 2007, 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 “Nenhuma das respostas anteriores”. Gabarito oficial.
Q21
Termologia — Calorimetria — Sistema Que Recebe Calor Sem Variar a Temperatura
Considere um sistema que, sob pressão constante, ao receber calor não experimenta variação de temperatura. Qual das afirmativas abaixo pode ser atribuída a este sistema?
(A)Ele é totalmente gasoso.
(B)Ele é totalmente líquido.
(C)Ele é totalmente sólido.
(D)Ele está sofrendo uma mudança de fase.
(E)Nenhuma das respostas anteriores.
Gabarito oficial — Processo Seletivo FMIT 2007, Medicina (Itajubá), prova de Português, Inglês, Física e Matemática
D
Resolução comentada
Em uma substância pura sob pressão constante, a temperatura permanece constante durante uma mudança de fase (fusão, vaporização etc.): o calor recebido é calor latente e altera o arranjo das partículas, e não a energia cinética média. Em um sistema totalmente sólido, líquido ou gasoso, o calor recebido eleva a temperatura.
Q22
Termologia — Dilatação térmica — Dilatação de Duas Barras de Mesmo Material e Comprimentos Diferentes
Consideremos duas barras metálicas $A$ e $B$, de um mesmo material e comprimentos iniciais $L$ e $2L$, respectivamente. Se estas duas barras forem submetidas a uma variação de temperatura $\Delta T$, podemos afirmar que a dilatação sofrida pela barra $A$ é:
(A)4 vezes maior que a dilatação da barra $B$.
(B)2 vezes menor que a dilatação da barra $B$.
(C)2 vezes maior que a dilatação da barra $B$.
(D)igual à dilatação da barra $B$.
(E)Nenhuma das respostas anteriores.
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B
Resolução comentada
Na dilatação linear, $\Delta L=\alpha\,L_0\,\Delta T$. Com o mesmo material ($\alpha$ igual) e a mesma variação de temperatura, a dilatação é proporcional ao comprimento inicial.
Como $L_A=L$ e $L_B=2L$, $\dfrac{\Delta L_A}{\Delta L_B}=\dfrac12$: a dilatação de $A$ é a metade da de $B$.
Q23
Eletricidade — Circuitos elétricos — Correntes em Um Circuito com Resistores em Curto-circuito
Considere o circuito abaixo (bateria de $50\ \mathrm V$, um resistor de $10\ \Omega$ em série e, em seguida, dois resistores, de $15\ \Omega$ e de $10\ \Omega$, ligados em paralelo com um fio sem resistência). As correntes $I_1$, $I_2$ e $I_3$ valem, respectivamente:
(A)$2\ \mathrm A$ ; $2{,}5\ \mathrm A$ ; zero.
(B)$5\ \mathrm A$ ; $2{,}5\ \mathrm A$ ; zero.
(C)zero ; zero ; $5\ \mathrm A$.
(D)$8{,}33\ \mathrm A$ ; $10\ \mathrm A$ ; zero.
(E)Nenhuma das respostas anteriores.
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C
Resolução comentada
O fio sem resistência liga os mesmos dois pontos que os resistores de $15\ \Omega$ e de $10\ \Omega$, então a diferença de potencial entre os terminais deles é nula: os dois resistores estão em curto-circuito e não são percorridos por corrente ($I_1=I_2=0$).
Toda a corrente passa pelo fio e pelo resistor de $10\ \Omega$ em série: $I_3=\dfrac{50}{10}=5\ \mathrm A$.
Q24
Eletricidade — Potência e energia elétrica — Energia Dissipada por Um Computador Esquecido Ligado
Um empresário observa que um funcionário esqueceu seu computador ligado durante todo o fim de semana, das $19$ horas de sexta-feira até as $7$ horas de segunda-feira. Se este computador dissipa a potência elétrica de $180\ \mathrm W$, a energia desperdiçada neste período foi de:
(A)$3\ \mathrm J$
(B)$3\ \mathrm{kWh}$
(C)$12\ \mathrm{kWh}$
(D)$1{,}2\ \mathrm{kJ}$
(E)Nenhuma das respostas anteriores.
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E
Resolução comentada
Da sexta-feira às $19\ \mathrm h$ até a segunda-feira às $7\ \mathrm h$ passam $24+24+12=60\ \mathrm h$.
$E=P\,\Delta t=0{,}18\ \mathrm{kW}\cdot60\ \mathrm h=10{,}8\ \mathrm{kWh}$, valor que não consta entre as alternativas de A a D.
Q25
Termologia — Termometria — Equação de Correção de Um Termômetro Mal Graduado
Uma escola comprou de um fabricante de termômetros uma unidade com defeito. O professor de Física verificou com os alunos que este termômetro, mal graduado, marcava na escala Celsius $8^\circ$ para o ponto de fusão da água e $103^\circ$ para o de ebulição, sob pressão normal. Aproveitou então o evento e propôs aos alunos que eles calculassem a equação de correção da temperatura lida para facilitar nas próximas experimentações. Considere o valor lido no termômetro mal graduado como $T$. A equação que dará o valor correto da temperatura é:
(A)$\dfrac{103}{8}\,(T-4)$
(B)$\dfrac{19}{20}\,(T+8)$
(C)$5\,(T-8)$
(D)$\dfrac{20}{19}\,(T-8)$
(E)Nenhuma das respostas anteriores.
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D
Resolução comentada
A relação entre a leitura $T$ e a temperatura correta $\theta$ é linear: $\dfrac{\theta-0}{100-0}=\dfrac{T-8}{103-8}$.
Então $\theta=\dfrac{100}{95}\,(T-8)=\dfrac{20}{19}\,(T-8)$. Conferindo: para $T=8$, $\theta=0$, e para $T=103$, $\theta=100$.
Q26
Ondas — Acústica — Variação da Frequência Percebida com o Afastamento de Uma Ambulância
Um pedestre está se preparando para atravessar a rua quando passa uma ambulância com a sirene ligada. Com o afastamento da ambulância, o pedestre nota que a frequência do som diminui. Isto acontece devido ao fenômeno do(a):
(A)Reverberação.
(B)Volta.
(C)Efeito Doppler.
(D)Reflexão.
(E)Nenhuma das respostas anteriores.
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C
Resolução comentada
Quando fonte e observador se afastam, a frequência percebida é menor que a emitida. Esse é o efeito Doppler: o som parece mais grave à medida que a ambulância se afasta.
Q27
Mecânica — Cinemática — Espaço Percorrido em Um Movimento Uniformemente Variado a Partir do Gráfico
O diagrama espaço × tempo abaixo ilustra o deslocamento de um móvel em movimento retilíneo uniformemente variado. Considerando o móvel em repouso no instante inicial $t=0$, calcule o espaço $S$ percorrido para $t=10\ \mathrm s$.
(A)$100\ \mathrm m$
(B)$320\ \mathrm m$
(C)$200\ \mathrm m$
(D)$40\ \mathrm m$
(E)Nenhuma das respostas anteriores.
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C
Resolução comentada
Pelo gráfico, o móvel parte do repouso na origem e percorre $S=32\ \mathrm m$ em $t=4\ \mathrm s$. No MRUV a partir do repouso, $S=\tfrac12\,a\,t^2$, então $32=\tfrac12\,a\cdot16$ e $a=4\ \mathrm{m/s^2}$.
Para $t=10\ \mathrm s$: $S=\tfrac12\cdot4\cdot10^2=200\ \mathrm m$.
Q28
Óptica — Espelhos planos — Distância Entre Um Ponto e a Imagem de Outro em Um Espelho Plano
Sejam dois pontos $P_1$ e $P_2$ situados à frente de um espelho plano $E$, conforme ilustra a figura abaixo ($P_2$ está a $10\ \mathrm{cm}$ de $P_1$ e a $30\ \mathrm{cm}$ do espelho). A distância de $P_1$ à imagem de $P_2$ em relação a este espelho plano é de:
(A)$10\ \mathrm{cm}$
(B)$60\ \mathrm{cm}$
(C)$80\ \mathrm{cm}$
(D)$40\ \mathrm{cm}$
(E)Nenhuma das respostas anteriores.
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E
Resolução comentada
$P_2$ está a $30\ \mathrm{cm}$ do espelho, então sua imagem fica $30\ \mathrm{cm}$ atrás dele. $P_1$ está a $10+30=40\ \mathrm{cm}$ do espelho.
A distância de $P_1$ até a imagem de $P_2$ é $40+30=70\ \mathrm{cm}$, valor que não consta entre as alternativas de A a D.
Q29
Mecânica — Leis de Newton — Comprimento de Um Plano Inclinado Liso a Partir do Tempo de Descida
Seja um bloco de massa $5\ \mathrm{kg}$, inicialmente em repouso, que escorrega do alto de um plano inclinado de $5\ \mathrm m$ de altura. Desconsiderando o atrito entre o bloco e o plano e sabendo-se que ele demora $4\ \mathrm s$ para chegar até a base, qual o comprimento deste plano inclinado? (Use $g=10\ \mathrm{m/s^2}$.)
(A)$5\ \mathrm m$
(B)$10\ \mathrm m$
(C)$20\ \mathrm m$
(D)$40\ \mathrm m$
(E)Nenhuma das respostas anteriores.
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C
Resolução comentada
Sem atrito, a aceleração ao longo do plano é $a=g\operatorname{sen}\theta=g\,\dfrac{h}{L}$, em que $L$ é o comprimento do plano e $h=5\ \mathrm m$ a altura.
Partindo do repouso, $L=\tfrac12\,a\,t^2=\tfrac12\,\dfrac{g\,h}{L}\,t^2$, então $L^2=\tfrac12\,g\,h\,t^2=\tfrac12\cdot10\cdot5\cdot16=400$ e $L=20\ \mathrm m$.
Q30
Mecânica — Hidrodinâmica — Tempo para a Aorta Transportar Todo o Sangue de Um Adulto
Um determinado indivíduo adulto possui aproximadamente $6{,}0$ litros de sangue. A artéria aorta deste homem tem a área transversal de $2{,}5\ \mathrm{cm^2}$ e o sangue percorre esta artéria com velocidade aproximada de $30\ \mathrm{cm/s}$. Qual o tempo necessário para a aorta transportar todo o volume de sangue deste indivíduo?
(A)$60\ \mathrm s$
(B)$80\ \mathrm s$
(C)$20\ \mathrm s$
(D)$92\ \mathrm s$
(E)Nenhuma das respostas anteriores.
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B
Resolução comentada
A vazão na aorta é $Q=A\,v=2{,}5\cdot30=75\ \mathrm{cm^3/s}$. O volume de sangue é $6{,}0\ \ell=6\,000\ \mathrm{cm^3}$.
