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Q36

Mecânica — Cinemática — Movimento Uniformemente Variado

O jamaicano Usain Bolt é hoje considerado o homem mais rápido do mundo. No dia em que ganhou a medalha de ouro, na Olimpíada de 2012, sua velocidade máxima foi de aproximadamente $12\text{ m/s}$. A marca de Bolt ainda pode ser batida, pois, segundo um estudo de 2010 do Journal of Applied Physiology, o ser humano é capaz de correr a uma velocidade de até $18\text{ m/s}$.

Considere que um corredor, acelerando uniformemente, parta do repouso e chegue à velocidade prevista nesse estudo de 2010, percorrendo uma trajetória retilínea de apenas $30\text{ m}$. Nesse caso, sua aceleração deve ser de

A)$10{,}8\text{ m/s}^2$.

B)$5{,}4\text{ m/s}^2$.

C)$0{,}6\text{ m/s}^2$.

D)$2{,}4\text{ m/s}^2$.

E)$4{,}8\text{ m/s}^2$.

Gabarito oficial — UNIUBE Medicina 2022.1

B

Resolução

O corredor parte do repouso, portanto $v_0=0$.

Como a aceleração é constante, podemos usar

$v^2=v_0^2+2a\Delta s$.

$18^2=2a(30)$.

$324=60a$.

$a=5{,}4\text{ m/s}^2$.

Alternativa B.

Q37

Mecânica — Trabalho e Energia — Potência e Energia Cinética

A Fórmula E leva a tecnologia das corridas para as ruas. Os carros são impulsionados por eletricidade e contam com o Modo Ataque, que lhes confere $35\text{ kW}$ de potência adicionais.

Suponha que um carro de Fórmula E, de $1000\text{ kg}$, esteja inicialmente a uma velocidade de $252\text{ km/h}$ utilizando sua potência máxima, quando o piloto aciona o Modo Ataque. Se toda a potência adicional for utilizada para aumentar a velocidade do carro, a energia cinética final do automóvel, $10\text{ s}$ após ter acionado o Modo Ataque, será igual a

A)$2{,}3\text{ MJ}$.

B)$7{,}0\text{ MJ}$.

C)$3{,}5\text{ MJ}$.

D)$5{,}2\text{ MJ}$.

E)$2{,}8\text{ MJ}$.

Gabarito oficial — UNIUBE Medicina 2022.1

E

Resolução

Primeiro, convertemos a velocidade:

$252\text{ km/h}=70\text{ m/s}$.

A energia cinética inicial é

$E_{c0}=\dfrac{mv^2}{2}=\dfrac{1000\cdot70^2}{2}=2{,}45\times10^6\text{ J}$.

A energia adicional fornecida em $10\text{ s}$ é

$\Delta E=P\Delta t=35\times10^3\cdot10=3{,}5\times10^5\text{ J}$.

Logo,

$E_{cf}=2{,}45\times10^6+0{,}35\times10^6=2{,}80\times10^6\text{ J}=2{,}8\text{ MJ}$.

Alternativa E.

Q38

Eletricidade — Eletrodinâmica — Potência e Energia Elétrica

Atualmente, os carros de Fórmula E utilizam baterias de $57\text{ kWh}$.

Considere que a bateria de um carro de Fórmula E, totalmente carregada, seja utilizada para alimentar um aparelho elétrico que consome uma corrente de $19\text{ A}$. Desconsiderando-se as perdas dissipativas por efeito Joule na bateria e sabendo que a diferença de potencial entre os polos da bateria é de $120\text{ V}$, o aparelho poderá ficar ligado continuamente por, no máximo,

A)$15\text{ h}$.

B)$10\text{ h}$.

C)$30\text{ h}$.

D)$40\text{ h}$.

E)$25\text{ h}$.

Gabarito oficial — UNIUBE Medicina 2022.1

E

Resolução

A potência consumida pelo aparelho é

$P=Ui=120\cdot19=2280\text{ W}=2{,}28\text{ kW}$.

A bateria armazena $57\text{ kWh}$, então

$E=P\Delta t$.

$57=2{,}28\Delta t$.

$\Delta t=25\text{ h}$.

Alternativa E.

Q39

Termologia — Dilatação Térmica — Lâmina Bimetálica

A figura mostra uma barra metálica presa horizontalmente a uma parede e formada por dois tipos diferentes de metais: o metal 1 (azul) e o metal 2 (vermelho).

Lâmina bimetálica formada pelos metais 1 e 2 na questão 39

O ponto P representa a extremidade livre da barra. Os pontos W, X e Y estão equidistantes de P, sendo que W e Y estão alinhados com P. Os pontos V e Z estão equidistantes de Y e alinhados horizontalmente com Y.

Sabe-se que o coeficiente de dilatação térmica linear do metal 1 é maior que o coeficiente de dilatação térmica linear do metal 2. Após um processo de aquecimento, a extremidade da barra, representada por P, estará mais próxima do ponto

A)V.

B)Y.

C)X.

D)W.

E)Z.

Gabarito oficial — UNIUBE Medicina 2022.1

D

Resolução

Ao ser aquecido, o metal 1 tende a se alongar mais que o metal 2.

Como os dois metais permanecem unidos, a lâmina se curva deixando o metal de maior dilatação no lado externo da curva e o de menor dilatação no lado interno.

Como o metal 1 está acima do metal 2, a extremidade livre se desloca para baixo.

Assim, P fica mais próxima de W.

Alternativa D.

Q40

Ondulatória — Efeito Doppler — Ondas Eletromagnéticas e Espectro Visível

A velocimetria por laser Doppler pode ser utilizada para medir a velocidade do fluxo sanguíneo. Essa técnica cruza dois feixes de laser idênticos no local da medida e observa o padrão de interferência formado.

A frequência Doppler $f_D$ depende do ângulo $\varphi$ entre os feixes, do comprimento de onda $\lambda$ e da velocidade do fluxo $v$ segundo

$f_D=\dfrac{2\sin\varphi}{\lambda}v$.

Frequências associadas à luz visível
Cor	Azul	Verde	Amarelo	Laranja	Vermelho
$f(\times10^{14}\text{ Hz})$	6,0	5,5	5,0	4,5	4,0

Considere sangue movendo-se a $0{,}05\text{ m/s}$, dois feixes formando um ângulo tal que $\sin\varphi=0{,}5$ e uma frequência Doppler $f_D=10^5\text{ Hz}$. Sabendo que a velocidade da luz no local é $3\times10^8\text{ m/s}$, a cor do laser utilizado era:

A)verde.

B)azul.

C)amarelo.

D)laranja.

E)vermelho.

Gabarito oficial — UNIUBE Medicina 2022.1

B

Resolução

Da expressão fornecida:

$10^5=\dfrac{2(0{,}5)(0{,}05)}{\lambda}$.

Assim,

$\lambda=\dfrac{0{,}05}{10^5}=5\times10^{-7}\text{ m}$.

Para a onda eletromagnética,

$c=\lambda f$.

$f=\dfrac{3\times10^8}{5\times10^{-7}}=6\times10^{14}\text{ Hz}$.

Pela tabela, essa frequência corresponde à cor azul.

Alternativa B.