Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED

Unifenas · 2020.1 · Manhã — Física com resolução

Vestibular · Prova A · Manhã · Aplicação em 22/09/2019 · Física: Q19–Q24.

Q19
Eletricidade — Circuitos — Brilho das lâmpadas

Durante uma aula no laboratório de ciências, o professor montou um circuito elétrico com três lâmpadas incandescentes idênticas. A figura mostra a associação montada.

Figura original da questão 19, Unifenas 2020.1, manhã.

Depois de montado o circuito, o professor estabeleceu uma ddp entre os pontos X e Y do circuito. Assim, verificou que as três lâmpadas apresentavam brilhos compatíveis com a montagem realizada. Para testar os conhecimentos dos alunos, o professor perguntou a eles o que iria ocorrer com os brilhos das lâmpadas L1 e L2 se o filamento da lâmpada L3 se rompesse, deixando o circuito aberto no trecho de L3.

A resposta correta para a pergunta é:

a)
o brilho de L1 irá diminuir e o de L2 irá aumentar, pois a corrente elétrica em L1 irá diminuir e, em L2, irá aumentar.
b)
o brilho de L1 não vai se alterar e brilho de L2 irá aumentar, pois a corrente elétrica em L1 não irá se alterar e, em L2, irá aumentar.
c)
o brilho de L1 não vai se alterar e brilho de L2 irá diminuir, pois a corrente elétrica em L1 não irá se alterar e, em L2, irá diminuir.
d)
os brilhos de L1 e de L2 irão diminuir, pois a corrente elétrica em ambas irá diminuir.
e)
os brilhos de L1 e de L2 irão aumentar, pois a corrente elétrica em ambas irá aumentar.

Gabarito fornecido · prova A.

A
Resolução comentada

Adotando resistências iguais a R e tensão U constante:

$$R_{\mathrm{antes}}=R+\frac R2=\frac{3R}{2}$$

$$I_{1,\mathrm{antes}}=\frac{2U}{3R}$$

$$I_{2,\mathrm{antes}}=\frac{U}{3R}$$

Com L3 aberta, restam duas lâmpadas em série.

$$I_{1,\mathrm{depois}}=I_{2,\mathrm{depois}}=\frac{U}{2R}$$

A corrente de L1 diminui e a de L2 aumenta. Pela dependência da potência com o quadrado da corrente, o brilho de L1 diminui e o de L2 aumenta. A resistência constante é uma aproximação para as lâmpadas incandescentes.

Alternativa A.

Q20
Mecânica — Gravitação — Peso aparente em órbita

A Estação Espacial Internacional (EES) é um satélite artificial habitável que é utilizado como um laboratório espacial de pesquisa no qual muitos estudos importantes já foram realizados nos campos da física, meteorologia, biologia e muitos outros.

Figura original da questão 20, Unifenas 2020.1, manhã.

(Disponível em: < https://www.space.com/42493-international-space-station-20-anniversary.html>. Acesso em: 11 de ago. de 2019.)

Como nota-se na imagem acima, a órbita da EES é bastante próxima da superfície da terra, numa altitude de apenas 400 km.

Sobre a sensação fisiológica dos astronautas a respeito da gravidade dentro da EES três estudantes fizeram as seguintes afirmações:

- Felipe disse que os astronautas não sentem o seu peso porque a gravidade na órbita em que se encontra a EES é zero.

- Guilherme disse que a força que mantém a estação em órbita é dirigida para o centro da terra e é inversamente proporcional à distância entre a EES e o centro da terra.

- Carol disse que a gravidade na região de órbita da EES não é zero, mas que os astronautas de fato não sentem o seu peso e tem a sensação de “gravidade zero. ”

Do ponto de vista da teoria da gravitação na Física:

a)
apenas Felipe está correto.
b)
apenas Guilherme está correto.
c)
apenas Carol está correta.
d)
Felipe e Guilherme estão corretos.
e)
Guilherme e Carol estão corretos.

Gabarito fornecido · prova A.

C
Resolução comentada

A força gravitacional continua atuando sobre estação e astronautas.

$$F=\frac{GMm}{r^2}$$

Ela fornece a aceleração orbital e não varia com o inverso simples da distância. Estação e ocupantes estão em queda livre juntos; por isso, a força de sustentação no astronauta é praticamente nula. Apenas Carol está correta.

Alternativa C.

Q21
Mecânica — Estática — Equilíbrio da gangorra

Observe a tirinha.

Figura original da questão 21, Unifenas 2020.1, manhã.

Copyright © 1999 Maurício de Sousa Produções Ltda. Todos os direitos reservados. 7001 Disponível em: https://www.espacoeducar.net/2012/07/muitas-tirinhas-da-turma-da-monica-para.html. (Acessado em 6 de agosto de 2019)

Suponha que os três garotos sentados do lado direito do balanço tenham uma massa total de 90 kg. O centro de massa dos três se encontra a uma distância de 1,5 m do apoio central do balanço. A tábua do balanço é homogênea e está apoiada pelo seu centro de massa no suporte. O centro de massa da Mônica se localiza a 1,8 m do apoio central do balanço.

O valor da massa da Mônica, em kg, para que a tábua do balanço fique em equilíbrio na horizontal é, aproximadamente, igual a

a)
30.
b)
45.
c)
75.
d)
90.
e)
108.

Gabarito fornecido · prova A.

C
Resolução comentada

Em relação ao apoio, o peso da tábua e a reação do suporte não produzem torque.

$$m_Mg\cdot1{,}8=90g\cdot1{,}5$$

$$m_M=\frac{90\cdot1{,}5}{1{,}8}$$

$$m_M=75\ \mathrm{kg}$$

Alternativa C.

Q22
Ondulatória — Periodicidade — Eletrocardiograma

Ao receber o resultado de um eletrocardiograma, um médico obtém um trecho de onda como o que aparece na figura abaixo:

Figura original da questão 22, Unifenas 2020.1, manhã.

(Disponível em: <http://portaldocoracao.com.br/eletrocardiograma-em-repouso/>. Acesso em: 11 de ago. de 2019.)

Em tal gráfico o tempo é representado no eixo horizontal, na unidade de medida do Sistema Internacional, e o tamanho do lado de cada quadrado da malha quadriculada é de 0,04, nas mesmas unidades de medida.

Sendo assim, a frequência da onda do eletrocardiograma, em hertz, é de:

a)
0,28
b)
2,80
c)
3,57
d)
25,0
e)
250,0

Gabarito fornecido · prova A.

Anulada
Resolução comentada

A leitura deve usar a separação entre dois picos equivalentes consecutivos. Se ela contém N quadrados da escala indicada:

$$T=N\cdot0{,}04\ \mathrm s$$

$$f=\frac1T$$

$$f=\frac{25}{N}\ \mathrm{Hz}$$

A imagem tem uma malha com subdivisões, sem identificação segura do quadrado associado ao intervalo declarado. Não se deve impor uma contagem para encaixar uma opção. O gabarito fornecido anula oficialmente a questão e não informa o motivo.

Questão anulada no gabarito fornecido.

Q23
Termologia — Calorimetria — Vazão do chuveiro

Desejando diminuir a temperatura da água de seu banho, um cidadão fecha um pouco a torneira do chuveiro elétrico, alterando a vazão da água. Nesse processo, o chuveiro fornece à água 3500 joules a cada segundo, e a sua temperatura se eleva em 20ºC. Sabe-se que a água possui calor específico de 4,2 x 103 J/(kgºC) e a sua densidade é de 1,0 kg/L.

Portanto, a vazão do chuveiro, quando o cidadão fecha um pouco a torneira, em litros por minuto, é, aproximadamente, igual a

a)
2,0.
b)
2,8.
c)
3,5.
d)
4,2.
e)
5,0.

Gabarito fornecido · prova A. A resolução discute a divergência; item fora da pontuação.

B
Resolução comentada

O balanço de energia no escoamento é:

$$P=\dot m c\Delta T$$

$$\dot m=\frac{3500}{4{,}2\times10^3\cdot20}$$

$$\dot m=\frac1{24}\ \mathrm{kg/s}$$

Com a densidade indicada:

$$\dot V=\frac1{24}\ \mathrm{L/s}$$

$$\dot V=\frac{60}{24}=2{,}5\ \mathrm{L/min}$$

Nenhuma opção apresenta esse resultado. O gabarito registra 2,8 L/min, que não decorre dos dados nem do arredondamento usual. A intenção de esfriar a água fechando a torneira também contraria o modelo de potência constante. Item excluído da pontuação por ressalva editorial, sem atribuição de anulação oficial.

Nenhuma alternativa corresponde aos dados fornecidos.

Q24
Ondulatória — Acústica — Ressonância

É possível quebrar uma taça de vidro com um grito, como muitos já observaram ou escutaram a respeito.

Figura original da questão 24, Unifenas 2020.1, manhã.

(Disponível em: < https://futurism.com/science-sound-breaking-glass-panes-car-speakers>. Acesso em: 11 de ago. de 2019)

Contudo, diferente do que se pensa, não é a energia colocada no grito que irá determinar se a taça irá quebrar. O que importa mesmo é a altura da onda sonora emitida. Tal fenômeno ondulatório é conhecido como:

a)
difração.
b)
interferência.
c)
polarização.
d)
refração.
e)
ressonância.

Gabarito fornecido · prova A.

E
Resolução comentada

Na ressonância, uma excitação periódica próxima a uma frequência natural favorece o aumento da amplitude de vibração.

$$f_{\mathrm{exc}}\approx f_{\mathrm{natural}}$$

Altura sonora se refere à frequência. A ruptura exige vibração suficientemente intensa. A redação simplifica o fenômeno: a frequência adequada não dispensa transferência de energia, e amortecimento e duração também importam.

Alternativa E.

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