Processo Seletivo FMIT 2010, Medicina (Itajubá) · Física — resolução comentada questão a questão.
Dados da prova
Processo Seletivo FMIT 2010, Medicina (Faculdade de Medicina de Itajubá): o bloco de Física corresponde às questões 21 a 30 da prova 2. A questão 27 (circuito com voltímetro e amperímetro) não está incluída porque a figura não consta na cópia da prova que serviu de fonte. Cada questão tem cinco alternativas, sendo a E sempre “Nenhuma das respostas anteriores”. Gabarito oficial.
Q21
Termologia — Termometria — Variação de Temperatura Nas Escalas Fahrenheit e Kelvin
Seja um recipiente com água à temperatura ambiente de $20\ ^\circ\mathrm C$. Se aquecermos esta água a $80\ ^\circ\mathrm C$, a variação de temperatura desta água nas escalas Fahrenheit e Kelvin será de:
(A)$140\ ^\circ\mathrm F$ e $60\ \mathrm K$
(B)$108\ ^\circ\mathrm F$ e $60\ \mathrm K$
(C)$105\ ^\circ\mathrm F$ e $80\ \mathrm K$
(D)$176\ ^\circ\mathrm F$ e $100\ \mathrm K$
(E)Nenhuma das respostas anteriores.
Gabarito oficial — Processo Seletivo FMIT 2010, Medicina (Itajubá), prova 2 (Biologia, Física e Matemática)
B
Resolução comentada
A variação em Celsius é $\Delta\theta_C=80-20=60\ ^\circ\mathrm C$. Um grau Kelvin tem o mesmo tamanho que um grau Celsius, então $\Delta T=60\ \mathrm K$.
Em Fahrenheit, $\dfrac{\Delta\theta_F}{9}=\dfrac{\Delta\theta_C}{5}$, e $\Delta\theta_F=\dfrac95\cdot60=108\ ^\circ\mathrm F$.
Q22
Eletricidade — Eletrostática — Valores de Duas Cargas a Partir da Lei de Coulomb e de Uma Relação Entre Elas
A lei de Coulomb enuncia que a força de interação $F$ entre duas cargas $Q_1$ e $Q_2$, puntiformes, separadas por uma distância $d$, é dada pela fórmula $F=K_0\,\dfrac{Q_1\,Q_2}{d^2}$, onde $K_0=9\times10^{9}\ \dfrac{\mathrm{N\,m^2}}{\mathrm{C^2}}$. Considerando que $2Q_1=3Q_2=Q$ e que essas cargas se repelem no vácuo com uma força de $60\ \mathrm N$, quando separadas entre si por uma distância de $60\ \mathrm{cm}$, os valores de $Q_1$ e $Q_2$, em coulombs, são respectivamente de:
(A)$6\cdot10^{-3}$ e $4\cdot10^{-3}$
(B)$12\cdot10^{-5}$ e $12\cdot10^{-5}$
(C)$6\cdot10^{-5}$ e $4\cdot10^{-5}$
(D)$12\cdot10^{-5}$ e $4\cdot10^{-5}$
(E)Nenhuma das respostas anteriores.
Gabarito oficial — Processo Seletivo FMIT 2010, Medicina (Itajubá), prova 2 (Biologia, Física e Matemática)
C
Resolução comentada
Da condição, $Q_1=\dfrac Q2$ e $Q_2=\dfrac Q3$, então $Q_1\,Q_2=\dfrac{Q^2}{6}$.
Com $d=0{,}6\ \mathrm m$: $60=9\times10^{9}\cdot\dfrac{Q^2}{6\cdot0{,}36}$, logo $Q^2=\dfrac{60\cdot2{,}16}{9\times10^{9}}=1{,}44\times10^{-8}$ e $Q=1{,}2\times10^{-4}\ \mathrm C$.
Assim, $Q_1=\dfrac{1{,}2\times10^{-4}}{2}=6\times10^{-5}\ \mathrm C$ e $Q_2=\dfrac{1{,}2\times10^{-4}}{3}=4\times10^{-5}\ \mathrm C$.
Q23
Mecânica — Cinemática — Condição para Um Movimento Uniformemente Acelerado
Podemos afirmar que um movimento é uniformemente acelerado somente quando:
(A)a aceleração é positiva.
(B)a aceleração aumenta com o tempo.
(C)a velocidade aumenta com o tempo.
(D)a aceleração é constante e não nula.
(E)Nenhuma das respostas anteriores.
Gabarito oficial — Processo Seletivo FMIT 2010, Medicina (Itajubá), prova 2 (Biologia, Física e Matemática)
D
Resolução comentada
No movimento uniformemente variado, a aceleração é constante e diferente de zero. O sinal da aceleração não decide se o movimento é acelerado ou retardado, e a velocidade pode aumentar com aceleração variável, o que não caracteriza o movimento uniformemente variado.
Q24
Ondas — Acústica — Distinção de Instrumentos Que Emitem a Mesma Nota
Numa orquestra podemos verificar que, apesar de os diversos instrumentos emitirem a mesma nota, é possível a um ouvinte atento distinguir a nota emitida por cada um dos diferentes instrumentos. Isto se explica por:
(A)períodos diferentes.
(B)frequências diferentes.
(C)comprimentos de onda diferentes.
(D)timbres diferentes.
(E)Nenhuma das respostas anteriores.
Gabarito oficial — Processo Seletivo FMIT 2010, Medicina (Itajubá), prova 2 (Biologia, Física e Matemática)
D
Resolução comentada
Uma mesma nota tem uma mesma frequência fundamental, então período, frequência e comprimento de onda são iguais. O que distingue os instrumentos é o timbre, determinado pela mistura de harmônicos que cada um emite, isto é, pela forma da onda.
Q25
Mecânica — Estática — Força de Equilíbrio Sobre Uma Barra Apoiada em Um Ponto
Considere uma barra homogênea $AB$ de peso $P$, apoiada no suporte $C$ e mantida em equilíbrio pela força $F$ aplicada no ponto $B$, com sentido e direção mostrados na figura abaixo (a barra tem $6$ divisões iguais de comprimento $L$; o suporte $C$ fica sob a primeira divisão, a $L$ da extremidade $A$, e $F$ é vertical, para cima). A força $F$ tem módulo de:
(A)$P$
(B)$0{,}5\,P$
(C)$0{,}4\,P$
(D)$0{,}2\,P$
(E)Nenhuma das respostas anteriores.
Gabarito oficial — Processo Seletivo FMIT 2010, Medicina (Itajubá), prova 2 (Biologia, Física e Matemática)
C
Resolução comentada
Em relação ao suporte $C$, o peso da barra (aplicado no centro, a $3L$ de $A$) tem braço $3L-L=2L$. A força $F$, em $B$ (a $6L$ de $A$), tem braço $6L-L=5L$.
Equilíbrio de momentos em relação a $C$: $F\cdot5L=P\cdot2L$, então $F=0{,}4\,P$. O sentido para cima é o único que equilibra o peso, que gira a barra para baixo do lado direito. Na cópia da prova usada como fonte, a seta de $F$ e a marca exata do apoio não aparecem com nitidez; a posição de $C$ (a $L$ de $A$) é a leitura compatível com o gabarito oficial.
Q26
Óptica — Lentes esféricas — Imagem Formada por Uma Lente Divergente
Qual das respostas abaixo completa corretamente a afirmativa a seguir? Lentes divergentes de vidro, envolvidas em ar, formam sempre imagens de objetos reais de tamanhos ____________ que o objeto e ____________.
(A)menores, virtuais.
(B)maiores, virtuais.
(C)menores, reais.
(D)maiores, reais.
(E)Nenhuma das respostas anteriores.
Gabarito oficial — Processo Seletivo FMIT 2010, Medicina (Itajubá), prova 2 (Biologia, Física e Matemática)
A
Resolução comentada
Uma lente divergente (bordas grossas, no ar) dá, para qualquer objeto real, imagem virtual, direita e menor que o objeto, situada entre a lente e o foco.
Q28
Mecânica — Hidrostática — Força Equilibrada em Uma Prensa Hidráulica
Seja uma prensa hidráulica. Os êmbolos têm seção circular de áreas $A_1$ e $A_2$ de valores $2$ e $0{,}5\ \mathrm{m^2}$, respectivamente. Qual o valor, em módulo, da força $F$ aplicada ao êmbolo $1$, de área $A_1$, que equilibra um peso $P$ de $100\ \mathrm N$ aplicado no êmbolo $2$, de área $A_2$?
(A)$200\ \mathrm N$
(B)$100\ \mathrm N$
(C)$500\ \mathrm N$
(D)$1\,600\ \mathrm N$
(E)Nenhuma das respostas anteriores.
Gabarito oficial — Processo Seletivo FMIT 2010, Medicina (Itajubá), prova 2 (Biologia, Física e Matemática)
E
Resolução comentada
Pelo princípio de Pascal, a pressão é a mesma nos dois êmbolos: $\dfrac{F}{A_1}=\dfrac{P}{A_2}$.
$F=P\,\dfrac{A_1}{A_2}=100\cdot\dfrac{2}{0{,}5}=400\ \mathrm N$, valor que não consta entre as alternativas de A a D.
Q29
Mecânica — Dinâmica do movimento circular — Força Resultante no Movimento Circular Uniforme
Seja um móvel que percorre uma circunferência com movimento uniforme. A afirmativa verdadeira com relação à força resultante sobre este móvel é:
(A)A resultante não depende da velocidade do móvel.
(B)A resultante é tanto maior quanto menor for a velocidade.
(C)É nula, pois não há aceleração.
(D)É dirigida para o centro.
(E)Nenhuma das respostas anteriores.
Gabarito oficial — Processo Seletivo FMIT 2010, Medicina (Itajubá), prova 2 (Biologia, Física e Matemática)
D
Resolução comentada
No movimento circular uniforme, a velocidade muda de direção, então há aceleração centrípeta, voltada para o centro. Pela segunda lei de Newton, a resultante é centrípeta, com módulo $F=\dfrac{m\,v^2}{R}$, que cresce com a velocidade. A resultante, então, não é nula e não depende só do raio.
Q30
Mecânica — Cinemática — Distância Percorrida Durante Um Intervalo de Desatenção ao Volante
Motivados por inúmeras ocorrências de acidentes, as autoridades de trânsito vêm intensificando as campanhas contra o uso do celular ao volante. Um dos maiores argumentos é o de que se perde no mínimo $5$ segundos para completar uma ligação de um celular, tempo este em que o motorista não tem controle sobre o veículo no trânsito. Para se ter uma ideia da gravidade disto, calcule qual a distância percorrida por um automóvel que se desloca a uma velocidade de $81\ \mathrm{km/h}$ durante este período de “apagão”.
(A)$100\ \mathrm m$
(B)$112{,}5\ \mathrm m$
(C)$40{,}5\ \mathrm m$
(D)$78{,}5\ \mathrm m$
(E)Nenhuma das respostas anteriores.
Gabarito oficial — Processo Seletivo FMIT 2010, Medicina (Itajubá), prova 2 (Biologia, Física e Matemática)
B
Resolução comentada
Convertendo, $v=\dfrac{81}{3{,}6}=22{,}5\ \mathrm{m/s}$. Em movimento uniforme, $\Delta s=v\,\Delta t=22{,}5\cdot5=112{,}5\ \mathrm m$.
