Auditoria TEF: enunciados e alternativas conferidos no caderno fornecido; figuras extraídas diretamente do PDF; gabarito oficial da PUC Minas conferido; respostas verificadas por resolução física independente; inconsistência termodinâmica da Q37 registrada sem alterar o gabarito oficial; KaTeX e caminhos locais revisados.
Gravitação e Astronomia — Período orbital e eclipses
A Astronomia permite compreender como ocorrem diversos fenômenos envolvendo planetas e satélites no Sistema Solar. O planeta Júpiter, por exemplo, é o maior do sistema e possui dezenas de luas naturais, sendo as quatro maiores conhecidas como luas galileanas: Io, Europa, Ganimedes e Calisto. Elas foram observadas por Galileu Galilei em 1610 e orbitam Júpiter em planos quase alinhados com o equador do planeta.
A lua Io leva aproximadamente 1,8 dias terrestres para completar uma órbita em torno de Júpiter e Ganimedes leva cerca de 7,2 dias terrestres. O movimento de translação das luas em torno do planeta, bem como o de Júpiter em torno do Sol, permite a ocorrência de eclipses solares e lunares.
Com base nas informações fornecidas, analise as afirmativas sobre a frequência de eclipses nas luas de Júpiter. Todas estão corretas, EXCETO:
A)As luas galileanas, por orbitarem no mesmo plano, favorecem a ocorrência de eclipses regulares entre si.
B)Como Ganimedes possui um período orbital maior, promove menos eclipses solares em um mesmo intervalo de tempo que Io.
C)Em Júpiter, é possível que ocorra um eclipse solar causado por Io e, simultaneamente, um eclipse lunar causado em Ganimedes.
D)Por estar mais próxima de Júpiter, Ganimedes promove mais eclipses do que Io ao longo de um mês terrestre.
PUC Minas Medicina 2026.1 · Gabarito oficial
D
Resolução
A frequência orbital é inversamente relacionada ao período. Como Io completa uma órbita em aproximadamente $1{,}8\text{ dias}$ e Ganimedes em $7{,}2\text{ dias}$, Io completa cerca de quatro voltas no tempo em que Ganimedes completa uma.
Assim, em um mesmo intervalo, Io oferece mais oportunidades de alinhamento para eclipses do que Ganimedes. Além disso, a afirmação D inverte a ordem radial das luas: Io é mais próxima de Júpiter do que Ganimedes.
Logo, a afirmação incorreta é a D.
Alternativa correta: D.
Q37
Termodinâmica — Máquina térmica, rendimento e potência
Durante a Revolução Industrial, diversas invenções impulsionaram o crescimento da indústria e da mineração. Entre essas, destaca-se a máquina de Savery, desenvolvida no final do século XVII e considerada uma das primeiras máquinas a vapor. Seu funcionamento baseava-se na condensação do vapor de água em um recipiente, o que criava vácuo e fazia com que a pressão atmosférica impulsionasse a água de minas para o interior do sistema.
Essa máquina operava com vapor aquecido a cerca de $110\,{}^\circ\text{C}$ e usava água a $20\,{}^\circ\text{C}$ como fonte fria para condensação. Como toda máquina térmica, parte da energia térmica absorvida da fonte quente era convertida em trabalho útil, e o restante era rejeitado para a fonte fria.
Suponha que, em cada ciclo, a máquina receba $2000\text{ J}$ de calor da fonte quente, realizando um trabalho de $600\text{ J}$ a cada $10\text{ s}$.
Dessa forma, considerando o funcionamento da máquina, qual interpretação CORRETA pode ser feita sobre sua eficiência e seu desempenho energético?
A)A máquina opera com rendimento térmico inferior a 30% e desenvolve uma potência útil inferior a 40 watts.
B)No caso considerado, a máquina possui rendimento térmico de 30%, o que resulta em uma potência útil de 60 watts.
C)A potência útil desenvolvida pela máquina é de 200 watts, o que indica que quase toda a energia térmica foi convertida em trabalho.
D)O rendimento da máquina é de 60%, pois mais da metade da energia fornecida é transformada em trabalho mecânico.
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B
Resolução
Pelos dados fornecidos, o rendimento é a razão entre o trabalho útil e o calor recebido:
Esses dois resultados correspondem à alternativa B, que é também o gabarito oficial.
Auditoria física: se $110\,{}^\circ\text{C}$ e $20\,{}^\circ\text{C}$ forem interpretadas como temperaturas efetivas das fontes térmicas, o rendimento máximo de Carnot seria $\eta_C=1-293/383\approx23{,}5\%$. Portanto, o valor de 30% fornecido implicitamente pelos dados supera esse limite ideal. A questão apresenta uma inconsistência termodinâmica, embora o cálculo direto solicitado e o gabarito oficial conduzam inequivocamente à alternativa B.
Alternativa correta segundo os dados e o gabarito oficial: B.
Q38
Termologia — Potência térmica e rendimento energético
Os fogareiros a gás são equipamentos portáteis que funcionam pela queima de gases combustíveis, como butano ou propano, e são amplamente utilizados em acampamentos e cozinhas externas. A energia térmica gerada pela queima do gás é transferida por convecção e radiação para a base da panela, e assim aquece os alimentos. Contudo, essa transferência não é perfeita: parte da energia térmica se perde para o ambiente. Um modelo típico de fogareiro libera 2.000 watts de potência térmica contínua, mas apenas 35% dessa energia é efetivamente transferida para o alimento, enquanto o restante se perde principalmente por aquecimento do ar ao redor e da estrutura metálica.
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Durante uma atividade ao ar livre, uma pessoa deseja cozinhar uma porção de arroz que, segundo testes laboratoriais, requer $105\text{ kJ}$ de energia para ser completamente cozida. O cozimento será feito com o fogareiro descrito, utilizando uma panela adequada, sem tampa, exposta ao vento moderado.
Com base nessas informações, pode-se inferir que o tempo mínimo de exposição contínua ao fogareiro necessário para cozinhar completamente o alimento, em segundos, é:
A)150s
B)100s
C)75s
D)30s
PUC Minas Medicina 2026.1 · Gabarito oficial
A
Resolução
Apenas 35% da potência térmica do fogareiro chega efetivamente ao alimento:
$P_{\text{útil}}=0{,}35\cdot2000=700\text{ W}$.
A energia necessária é $105\text{ kJ}=105000\text{ J}$. Como $P=E/\Delta t$:
Eletrodinâmica — Resistência e resistividade elétrica
Durante um projeto de implantação de painéis solares em uma região semiárida, engenheiros ambientais precisam avaliar a resistividade elétrica do solo local. Essa informação é essencial para determinar o tipo de aterramento elétrico a ser utilizado na instalação, garantindo segurança e eficiência. Para isso, adotam um método de campo em que fincam dois eletrodos metálicos no solo, separados por uma distância conhecida. Entre esses eletrodos, aplicam uma diferença de potencial e medem a corrente que circula pelo solo, além de estimar a área efetiva da seção transversal pela qual a corrente elétrica se distribui.
Em um ensaio de resistividade do terreno de implantação dos painéis, os técnicos aplicam uma tensão de $120\text{ V}$ entre dois eletrodos separados por $300\text{ metros}$, medem uma corrente de $6\text{ mA}$ e estimam uma seção transversal efetiva de $4{,}5\text{ m}^2$. Utilizando esses dados, os engenheiros determinam a resistividade elétrica do solo e comparam com uma tabela de materiais típicos. A partir disso, eles avaliam que o solo local tem características próximas de um dos seguintes materiais:
Material
Resistividade ($\Omega\mathbin{\cdot}\text{m}$)
Solo areno-argiloso úmido
150
Basalto compacto
300
Areia seca
600
Argila expandida
800
Com base nas informações do experimento, o solo analisado é mais provavelmente composto por:
A)Areia seca.
B)Argila expandida.
C)Basalto compacto.
D)Solo areno-argiloso úmido.
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C
Resolução
Pela Lei de Ohm, a resistência equivalente do trecho de solo é:
Na tabela, esse valor corresponde ao basalto compacto.
Alternativa correta: C.
Q40
Dinâmica — Inércia e movimento relativo
Um bloco de massa $m$ está em repouso sobre uma mesa horizontal dentro de um trem que se move com velocidade de módulo constante. Considere que a mesa sempre está em repouso em relação ao trem e que não há atrito entre o bloco e a mesa.
Sobre o estado do bloco, é CORRETO afirmar que, durante uma
A)pequena aceleração, o bloco se moveria para frente em relação à mesa.
B)pequena desaceleração, o bloco não se moveria em relação à mesa.
C)trajetória curvilínea, o bloco se movimentaria em relação à mesa.
D)trajetória retilínea, o bloco moveria lateralmente em relação à mesa.
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C
Resolução
Como não há atrito, o bloco não recebe força horizontal da mesa. Pela inércia, ele tende a conservar seu vetor velocidade em relação ao solo.
Se o trem passa a descrever uma trajetória curvilínea, a mesa muda continuamente a direção de seu movimento, mas o bloco não recebe a força horizontal necessária para acompanhar essa curvatura. Por isso, ele passa a se deslocar em relação à mesa.
Numa aceleração retilínea para frente, o bloco fica para trás em relação à mesa; numa desaceleração, ele avança em relação à mesa. Assim, A e B são falsas. Em movimento retilíneo uniforme, não há motivo para deslocamento lateral, tornando D falsa.
