PUC Minas · 2024.2 — Física com resolução comentada

Vestibular · Medicina · 2º semestre · Física: questões 36 a 40.

Q36
Óptica — Espectro — Transmitância de nuvens e vidro

Os materiais interagem com a radiação eletromagnética de forma diferente, dependendo da energia da radiação. Considere o gráfico transmitância versus comprimento de onda de uma amostra representativa de nuvem e de vidro, medidos em laboratório. O parâmetro transmitância, em óptica, é a fração da luz incidente de um comprimento de onda específico que atravessa uma amostra de matéria. A radiação UVA corresponde a comprimentos de onda no intervalo de 315 a 400 nm, enquanto a radiação UVB se situa entre 280 a 315 nm. Fonte: Kylling, A., A. Albold, and G. Seckmeyer. "Transmittance of a cloud is wavelength‐dependent in the UV‐range: Physical interpretation." Geophysical Research Letters 24.4 (1997): 397-400. https://www.lenstip.com/113.2-article-UV_filters_test_A_few_words_about_UV_radiation.html Sabe-se que a energia de radiação eletromagnética é proporcional à sua frequência. Em relação à dose de radiação recebida através desses materiais, é CORRETO afirmar:

Transmitância de vidro e nuvem em função do comprimento de onda.
A)
Mesmo em um dia nublado, é importante usar protetor solar para se proteger contra formas de radiação solar mais energéticas.
B)
Na maior parte da faixa de radiações UVA, o vidro oferece mais proteção que as nuvens.
C)
As nuvens são melhores que o vidro para filtrar radiações eletromagnéticas mais energéticas.
D)
Onde as curvas se encontram, as inclinações dos gráficos são diferentes, logo a proteção do vidro é maior que a da nuvem.

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A
Resolução comentada

A energia de um fóton é inversamente proporcional ao comprimento de onda.

$$E=hf=\frac{hc}{\lambda}$$

Na região UVB representada, a curva da nuvem permanece com transmitância apreciável. Portanto, a nuvem não bloqueia toda a radiação ultravioleta mais energética.

Na maior parte da faixa UVA mostrada, a transmitância do vidro é maior que a da nuvem, significando menor proteção nessa comparação. Onde as curvas se cruzam, a proteção medida pela transmitância é igual.

A conclusão da alternativa correta é coerente com a transmissão não nula de ultravioleta em um dia nublado.

Alternativa A.

Q37
Eletricidade — Instrumentos — Resistor shunt

Um amperímetro analógico é composto por um galvanômetro, que é sensível a pequenas correntes elétricas, ligado em paralelo a um resistor chamado resistor shunt, que reduz a corrente que passa no galvanômetro por uma taxa conhecida. Circuito esquematizando a montagem de um amperímetro a partir de um galvanômetro e um resistor shunt. Qual deve ser a razão entre as resistências dos resistores shunt e do galvanômetro para que o amperímetro apresente uma corrente máxima de 1A se o limite de medida do galvanômetro é 0,01A?

Galvanômetro em paralelo com resistor shunt.
A)
$\frac1{10}$.
B)
$\frac1{100}$.
C)
$\frac1{99}$.
D)
$\frac{99}{100}$.

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C
Resolução comentada

A corrente total divide-se entre os dois ramos.

$$I_s=I-I_g=1-0{,}01=0{,}99\ \mathrm A$$

Como os resistores estão em paralelo, suas tensões são iguais.

$$I_sR_s=I_gR_g$$

$$\frac{R_s}{R_g}=\frac{I_g}{I_s}$$

$$\frac{R_s}{R_g}=\frac{0{,}01}{0{,}99}=\frac1{99}$$

Alternativa C.

Q38
Mecânica — Energia elástica — Energia de escape

Um estudante indagou se seria possível atirar uma pequena pedra de 100 gramas de massa para fora da Terra com um estilingue e recebeu de seu professor de Física a seguinte informação: Para deixar completamente a influência gravitacional da Terra, um corpo com essa massa precisaria de $6{,}4\times10^6\ \mathrm J$ de energia, desconsiderando efeitos de resistência do ar. Considerando que o elástico do estilingue tenha uma constante $k=32\ \mathrm{N/m}$, que obedeça à Lei de Hooke, e desprezando perdas de energia devido à resistência do ar, qual seria o comprimento da deformação do elástico necessária para que a pedra deixasse a influência gravitacional da Terra?

A)
$200\ \mathrm m$.
B)
$200\sqrt{10}\ \mathrm m$.
C)
$400\ \mathrm m$.
D)
$400\sqrt{10}\ \mathrm m$.

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B
Resolução comentada

No modelo ideal sem perdas, a energia elástica deve igualar a energia necessária ao escape.

$$\frac12kx^2=E$$

$$x^2=\frac{2E}{k}$$

$$x^2=\frac{2\cdot6{,}4\times10^6}{32}=4\times10^5\ \mathrm{m^2}$$

$$x=200\sqrt{10}\ \mathrm m$$

Esse é um resultado do modelo: um estilingue real não obedece à lei de Hooke em deformações dessa magnitude.

Alternativa B.

Q39
Mecânica — Peso — Massa no sistema internacional

Para medir o peso de um objeto, foi utilizado um dinamômetro na vertical, conforme mostra a figura. O valor indicado pelo instrumento foi de 2,0 N. Sendo a gravidade g = 10 m/s², podemos afirmar que a massa desse corpo, considerando o sistema internacional de unidades (SI), é de

Dinamômetro vertical sustentando um objeto.
A)
0,2 kg.
B)
0,2 g.
C)
5,0 kg.
D)
5,0 g.

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A
Resolução comentada

Com o objeto em equilíbrio, a leitura do dinamômetro corresponde ao peso.

$$P=mg$$

$$m=\frac Pg$$

$$m=\frac{2{,}0}{10}=0{,}2\ \mathrm{kg}$$

Alternativa A.

Q40
Mecânica — Aceleração média — Conversão de velocidade

Novo Mercedes-AMG G 63 2023 é lançado no Brasil por quase R$ 2 milhões. Sob o capô, motor 4.0 V8 biturbo gera 585 cv e garante aceleração de 0 a 100 km/h em apenas 4,5 segundos. https://motor1.uol.com.br/news/668152/mercedes-g63-amg-2023-brasil/ Para efeito de cálculos e resolução da questão, considere que essa Mercedes varie sua velocidade de 0 a 108 km/h em 4,5 segundos. Considerando o movimento indicado no texto acima, qual alternativa MELHOR se aproxima da aceleração média desenvolvida pelo carro, em m/s²?

Automóvel citado no enunciado.
A)
3,6
B)
6,2
C)
22,2
D)
27,8

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B
Resolução comentada

A instrução para o cálculo determina o uso de 108 km/h.

$$v_f=\frac{108}{3{,}6}=30\ \mathrm{m/s}$$

$$a_m=\frac{v_f-v_i}{\Delta t}$$

$$a_m=\frac{30-0}{4{,}5}\approx6{,}67\ \mathrm{m/s^2}$$

Entre os valores oferecidos, 6,2 m/s² é o mais próximo. Não se trata do valor exato da aceleração média.

Alternativa B.

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