PUC Minas 2022.2 — Física com Gabarito e Resolução

Q36

Ondulatória — Espectro eletromagnético — Raios X

Durante a primeira guerra mundial, a grande cientista, Marie Curie, aparelhou veículos com máquinas de raios X e equipamentos para revelar as imagens, além disso, treinou várias pessoas, principalmente mulheres, para realizar radiografias de soldados. Os raios X são radiações de alta frequência e propagam-se, como toda onda eletromagnética, com uma velocidade de $3{,}0\times10^8$ m/s. Em relação aos raios X, é CORRETO afirmar que

são um tipo de radiação de baixa energia e alto poder de penetração.

são uma forma de radiação eletromagnética que precisa de um meio para se propagar e apresentam vasto uso na medicina.

têm alta frequência e grandes comprimentos de onda.

têm frequência superior ao ultravioleta e inferior aos raios gama.

PUC Minas · Medicina · 2º semestre · Gabarito oficial

Resolução comentada

No esquema usual do espectro eletromagnético adotado pela questão, os raios X ficam acima do ultravioleta e abaixo dos raios gama em frequência.

A energia por fóton cresce com a frequência.

$$E=hf$$

O comprimento de onda diminui quando a frequência aumenta.

$$\lambda=\frac cf$$

Raios X podem se propagar no vácuo. Ressalva: na classificação física mais detalhada, as faixas de raios X e gama podem se sobrepor; a distinção também envolve o processo de emissão. A resposta segue o ordenamento didático do caderno.

Alternativa D.

Q37

Eletricidade — Consumo de energia — Redução do tempo de banho

O aumento nos gastos com a conta de energia elétrica tem levado vários consumidores a procurarem formas de economizar. Uma dessas formas é tomar banhos em intervalos de tempo mais curtos. Considerando uma residência na qual os 4 moradores tomam um banho por dia, a diferença no consumo mensal de energia de um chuveiro de 5.000 W, quando o tempo é reduzido de 15 para 10 minutos, é de: (Considere o mês com 30 dias)

20 kWh

30 kWh

40 kWh

50 kWh

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Resolução comentada

Cada pessoa reduz o banho em cinco minutos. Para quatro pessoas durante trinta dias:

$$\Delta t=4\cdot30\cdot5=600\ \mathrm{min}$$

$$\Delta t=\frac{600}{60}=10\ \mathrm h$$

A potência do chuveiro é:

$$P=5000\ \mathrm W=5\ \mathrm{kW}$$

A economia mensal de energia é:

$$\Delta E=P\Delta t$$

$$\Delta E=5\cdot10=50\ \mathrm{kWh}$$

Alternativa D.

Q38

Eletricidade — Potência — Lâmpadas independentes

Um circuito de iluminação foi elaborado de forma que cinco lâmpadas possam ser ligadas e desligadas de forma independente. Essas lâmpadas têm uma especificação de 6 W e 120 V. Considerando que 4 dessas lâmpadas estejam acessas, qual é o valor da corrente elétrica total no circuito?

100 mA

200 mA

300 mA

500 mA

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Resolução comentada

No modelo pretendido, as lâmpadas são ligadas em paralelo a 120 V, permitindo o funcionamento independente.

Para cada lâmpada acesa:

$$I_1=\frac PU$$

$$I_1=\frac6{120}=0{,}05\ \mathrm A$$

Para quatro lâmpadas:

$$I_T=4I_1$$

$$I_T=4\cdot0{,}05=0{,}20\ \mathrm A$$

$$I_T=200\ \mathrm{mA}$$

Alternativa B.

Q39

Mecânica — Impulso — Tempo de impacto no airbag

“O air-bag, equipamento utilizado em veículos para aumentar a segurança dos seus ocupantes em uma colisão, é constituído por um saco de material plástico que se infla rapidamente quando ocorre uma desaceleração violenta do veículo, interpondo-se entre o motorista, ou o passageiro, e a estrutura do veículo”. (Fonte: https://brainly.com.br/tarefa/24088691) Podemos afirmar que a função do air-bag, em uma colisão frontal em que a cabeça do motorista vai de encontro a ele, é

Airbag inflado entre o ocupante e a estrutura do veículo.

aumentar o tempo do impacto para diminuir a variação da quantidade de movimento.

aumentar o tempo do impacto, aumentando a força sobre a cabeça.

aumentar o tempo do impacto, diminuindo a força sobre a cabeça.

diminuir o tempo do impacto, diminuindo a força sobre a cabeça.

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Resolução comentada

Para uma mesma mudança entre as velocidades inicial e final, a variação da quantidade de movimento é a mesma.

$$\Delta p=m(v_f-v_i)$$

O impulso se relaciona à força média e ao tempo de contato.

$$F_{\mathrm{méd}}\Delta t=\Delta p$$

$$|F_{\mathrm{méd}}|=\frac{|\Delta p|}{\Delta t}$$

Ao ampliar o intervalo de desaceleração, o airbag reduz a força média necessária para produzir a mesma mudança de movimento.

Alternativa C.

Q40

Mecânica — Energia elástica — Comparação dos estilingues

“Estilingue, também chamado atiradeira, chiloida, baleadeira, baladeira, funda, bodoque e badogue em partes do Brasil, é um tipo de atiradeira – um objeto usado para o disparo de projéteis, impulsionado por força mecânica manual, com auxílio de elásticos. As formas clássicas de estilingue são construídas com um galho de árvore forquilhado, em forma de “Y”, munido de tiras elásticas”. (Fonte: https://oquee.space/dicionario/estilingue/) Considere 2 estilingues: o estilingue A e o estilingue B, com borrachas de constantes elásticas diferentes, que foram esticados de determinadas deformações, conforme descrito na tabela abaixo:

Características dos dois estilingues
Estilingue	Constante elástica	Deformação
A	$k$	$2x$
B	$2k$	$x$

Sabendo que a energia potencial elástica armazenada no estilingue A é EA e a energia potencial elástica armazenada no estilingue B é EB, podemos afirmar que

Estilingue de elástico, mencionado no enunciado.

$E_A=2E_B$.

$E_A=4E_B$.

$E_A=E_B$.

$E_A=\frac{E_B}{2}$.

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Resolução comentada

A energia potencial de uma mola ideal é:

$$E=\frac12kx^2$$

Para o estilingue A:

$$E_A=\frac12k(2x)^2$$

$$E_A=2kx^2$$

Para o estilingue B:

$$E_B=\frac12(2k)x^2$$

$$E_B=kx^2$$

A razão é:

$$\frac{E_A}{E_B}=2$$

Alternativa A.

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Dados da prova