Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED

Univás · Medicina 2021 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Vestibular Univás Medicina 2021 · Demais cursos · Prova aplicada em 23/11/2019 · Questões 11 a 12 (Física) — resolução comentada Método TEF.

Q41
Mecânica — Cinemática — Velocidade média com parada

Para levar os passageiros a partir do saguão de embarque até o local em que um avião foi estacionado, um ônibus deve percorrer um trajeto previamente traçado sobre a pista de passageiros, movendo-se com velocidade rigorosamente constante de 10 m/s. O trecho a ser percorrido, de P até Q, possui 1 200 m e, enquanto o ônibus se locomovia de P em direção a Q, foi obrigado a parar no cruzamento com a pista de serviço, devido ao trânsito de um veículo de maior prioridade, fazendo com que o tempo de chegada a Q fosse aumentado em 2 minutos. Desconsiderando-se o tempo de frenagem e retomada do movimento, a velocidade média desenvolvida pelo ônibus, durante todo o trajeto de P até Q, foi de

Mapa do aeroporto: trajeto de passageiros entre P e Q cruza uma pista de serviço.
A)
5 m/s.
B)
4 m/s.
C)
3 m/s.
D)
6 m/s.
E)
2 m/s.

Gabarito oficial Vunesp · versão 2

A
Resolução comentada

O tempo para percorrer 1 200 m em movimento é:

$$t_{mov}=\frac{1\,200}{10}=120\ \mathrm s$$

A parada acrescenta dois minutos:

$$t_{parada}=2\cdot60=120\ \mathrm s$$

$$t_{total}=120+120=240\ \mathrm s$$

$$v_m=\frac{1\,200}{240}=5\ \mathrm{m/s}$$

O cálculo inclui a parada e despreza, como solicitado, os intervalos de frenagem e retomada.

Alternativa A.

Q42
Mecânica — Dinâmica — Limite de carga no engate

Um carro possui uma carreta que é presa por um engate que suporta uma tração máxima de 1 200 N. Sabendo que a massa da carreta vazia é de 200 kg e admitindo que o carro imprima à carreta uma aceleração de 2 m/s², a massa adicional máxima que pode ser colocada na carreta, de modo que o engate suporte a força transferida, é

Automóvel conectado a uma carreta por engate, indicado entre os dois veículos.
A)
400 kg.
B)
500 kg.
C)
300 kg.
D)
200 kg.
E)
600 kg.

Gabarito oficial Vunesp · versão 2

A
Resolução comentada

No modelo horizontal sem resistências adicionais especificadas, a tração acelera a massa total da carreta carregada:

$$T_{max}=m_{total}a$$

$$m_{total}=\frac{1\,200}{2}=600\ \mathrm{kg}$$

A carreta vazia já possui massa de 200 kg:

$$m_{adicional}=600-200=400\ \mathrm{kg}$$

Alternativa A.

Q43
Mecânica — Energia — Dissipação no teste de um shape

Uma fábrica de skates faz seus próprios shapes, que são as peças em madeira moldada na qual o skatista apoia seus pés e onde são presas as rodinhas. A cada lote produzido, um shape passa por rigoroso teste de qualidade, que mede sua flexibilidade e integridade. Para comprovar sua segurança, um shape passa por um teste em que um “martelo”, guiado por dois trilhos, ao cair de uma altura de 1,2 m atinge o centro do shape e retorna a uma altura de 0,5 m, sem que o shape quebre ou apresente falhas em sua estrutura. Sendo a massa do martelo igual a 50 kg e a aceleração da gravidade 10 m/s², desprezadas a força de resistência do ar e possíveis atritos no mecanismo, esse teste demonstra que a energia que o shape consegue dissipar ao se curvar é, em módulo, igual a

Martelo de teste guiado por trilhos verticais acima de um shape apoiado nas extremidades.
A)
500 J.
B)
350 J.
C)
600 J.
D)
250 J.
E)
400 J.

Gabarito oficial Vunesp · versão 2

B
Resolução comentada

Nas alturas máximas inicial e final, a velocidade do martelo é nula. Usando a mesma referência de altura:

$$E_i=mgh_i$$

$$E_f=mgh_f$$

A energia dissipada no teste é:

$$E_{diss}=mg(h_i-h_f)$$

$$E_{diss}=50\cdot10\cdot(1{,}2-0{,}5)$$

$$E_{diss}=350\ \mathrm J$$

O resultado usa as hipóteses do enunciado, que despreza perdas no ar e nos trilhos.

Alternativa B.

Q44
Mecânica — Movimento circular — Aceleração na curva

Um fabricante de carrinhos em miniatura vende também as pistas que podem ser montadas em diversas configurações, todas em formato de canaleta, para que os carrinhos fiquem contidos na pista. A canaleta possibilita que os carrinhos façam curvas, apoiando suas laterais nas paredes da canaleta, já que todos os atritos entre o carrinho e a canaleta são desprezíveis. Quando um carrinho faz uma curva plana e horizontal de 0,5 m de raio com velocidade constante de 0,5 m/s, a intensidade de sua aceleração resultante é

Canaleta com paredes laterais que mantém o carrinho na curva por força normal lateral.
A)
0,1 m/s².
B)
0,2 m/s².
C)
0,4 m/s².
D)
1,0 m/s².
E)
0,5 m/s².

Gabarito oficial Vunesp · versão 2

E
Resolução comentada

A curva é plana e a rapidez é constante, de modo que a aceleração tangencial é nula. Resta a aceleração centrípeta:

$$a_c=\frac{v^2}{R}$$

$$a_c=\frac{(0{,}5)^2}{0{,}5}$$

$$a_c=0{,}5\ \mathrm{m/s^2}$$

A aceleração aponta para o centro da curva. A força lateral necessária é produzida pelo contato com a canaleta.

Alternativa E.

Q45
Termologia — Calorimetria — Potência de aquecimento por vibração

Por um processo vibratório, 100 g de água contidos no interior de um calorímetro ideal e inicialmente à temperatura de 20 ºC passam a ter a temperatura de 26 ºC. Esse aumento de temperatura demorou 10 minutos. Sabendo que o calor específico da água é 1 cal/(g · ºC), que 1 cal equivale a 4 J e supondo que toda a energia envolvida tenha sido transferida para a água, a potência média do mecanismo que promoveu o aquecimento da água foi de

A)
5 W.
B)
1 W.
C)
4 W.
D)
2 W.
E)
8 W.

Gabarito oficial Vunesp · versão 2

C
Resolução comentada

O calor absorvido pela água é:

$$Q=mc\Delta T$$

$$Q=100\cdot1\cdot(26-20)=600\ \mathrm{cal}$$

Usando a equivalência fornecida:

$$Q=600\cdot4=2\,400\ \mathrm J$$

O intervalo em segundos é:

$$\Delta t=10\cdot60=600\ \mathrm s$$

$$P_m=\frac{Q}{\Delta t}=\frac{2\,400}{600}=4\ \mathrm W$$

Alternativa C.

Q46
Termologia — Termodinâmica — Trabalho e rendimento do ciclo

Um gás ideal realiza uma transformação cíclica que o leva dos estados A → B, B → C, C → D e D → A. No gráfico estão representados os trabalhos realizados pelo gás nos trechos que unem cada estado. Sabendo que o calor fornecido ao gás durante o ciclo foi de 1 500 J, esse ciclo representa

Trabalhos por trecho do ciclo: A→B igual a 1 200 J; B→C nulo; C→D igual a −900 J; D→A nulo.
A)
um compressor de rendimento 20%.
B)
uma máquina de rendimento 80%.
C)
um compressor de rendimento 80%.
D)
uma máquina de rendimento 20%.
E)
um compressor de rendimento 50%.

Gabarito oficial Vunesp · versão 2

D
Resolução comentada

Lendo as alturas das barras no gráfico:

$$W_{AB}=1\,200\ \mathrm J$$

$$W_{BC}=0$$

$$W_{CD}=-900\ \mathrm J$$

$$W_{DA}=0$$

O trabalho líquido é:

$$W_{ciclo}=1\,200-900=300\ \mathrm J$$

Como é positivo, o ciclo fornece trabalho líquido ao exterior e corresponde a uma máquina térmica. Com o calor fornecido de 1 500 J:

$$\eta=\frac{W_{ciclo}}{Q_{recebido}}$$

$$\eta=\frac{300}{1\,500}=0{,}20=20\%$$

Em um ciclo, a variação total da energia interna é nula. O calor fornecido é interpretado como o calor recebido da fonte quente, conforme o rendimento solicitado.

Alternativa D.

Q47
Óptica — Espelhos esféricos — Fonte luminosa no foco

Uma lâmpada acesa foi colocada diante de um espelho esférico, sobre seu eixo principal, para que, dos raios de luz refletidos, fosse obtido um feixe de raios paralelos ao eixo principal. Para alcançar esse objetivo a lâmpada foi colocada

A)
sobre o foco de um espelho esférico côncavo.
B)
entre o vértice e o foco de um espelho esférico côncavo.
C)
entre o vértice e o foco de um espelho esférico convexo.
D)
entre o foco e o centro de curvatura de um espelho esférico côncavo.
E)
sobre o foco de um espelho esférico convexo.

Gabarito oficial Vunesp · versão 2

A
Resolução comentada

Em um espelho côncavo, raios paralelos ao eixo principal convergem para o foco. Pela reversibilidade do caminho óptico, raios que partem do foco são refletidos paralelamente ao eixo.

Portanto, a lâmpada deve estar no foco real de um espelho côncavo, dentro da aproximação usual dos espelhos esféricos.

Alternativa A.

Q48
Eletricidade — Circuitos — Resistores conectados progressivamente em paralelo

Utilizando resistores idênticos, todos de resistência elétrica 24 000 Ω, foi construído um circuito no qual todos os resistores estão conectados a uma barra condutora X. Por intermédio de um processo mecânico, a barra condu tora X pode ser movimentada em direção à barra condutora Y, fazendo com que, progressivamente, cada resistor encontre um conector em formato de orifício na barra Y, fechando o contato elétrico com ela. As barras X e Y são excelentes condutoras de eletricidade e suas resistências elétricas podem ser desprezadas. A partir de 24 000 Ω, correspondente ao primeiro resistor que faz o contato elétrico com a barra Y, os próximos valores de resistências equivalentes entre as barras X e Y serão

Resistores de 24 000 ohms presos à barra X; barra Y se aproxima e conecta progressivamente ramos em paralelo.
A)
24 000 Ω e 24 000 Ω.
B)
12 000 Ω e 8 000 Ω.
C)
48 000 Ω e 96 000 Ω.
D)
48 000 Ω e 72 000 Ω.
E)
8 000 Ω e 4 000 Ω.

Gabarito oficial Vunesp · versão 2

B
Resolução comentada

Quando um resistor toca a barra Y, passa a ligar os mesmos dois nós X e Y que os demais resistores já conectados. Assim, os ramos ativos ficam em paralelo.

Para n resistores idênticos de resistência R:

$$R_{eq}=\frac Rn$$

Após o primeiro contato, os dois próximos valores são:

$$R_{eq,2}=\frac{24\,000}{2}=12\,000\ \Omega$$

$$R_{eq,3}=\frac{24\,000}{3}=8\,000\ \Omega$$

Alternativa B.

Q49
Eletricidade — Energia elétrica — Iluminação contínua de estacionamento

O estacionamento de um edifício localizado no subsolo mantém ininterruptamente acesas 50 lâmpadas fluorescentes de 60 W cada. Ao final de um mês de trinta dias, a energia elétrica utilizada apenas para a iluminação do estacionamento desse edifício é aproximadamente

A)
3 000 kWh.
B)
2 600 kWh.
C)
3 900 kWh.
D)
1 800 kWh.
E)
2 200 kWh.

Gabarito oficial Vunesp · versão 2

E
Resolução comentada

A potência conjunta das lâmpadas é:

$$P_{total}=50\cdot60=3\,000\ \mathrm W$$

$$P_{total}=3\ \mathrm{kW}$$

O tempo de funcionamento no mês é:

$$\Delta t=30\cdot24=720\ \mathrm h$$

$$E=P_{total}\Delta t$$

$$E=3\cdot720=2\,160\ \mathrm{kWh}$$

A alternativa mais próxima, expressa como aproximação, é 2 200 kWh.

Alternativa E.

Q50
Eletricidade — Geradores — Tensão útil com resistência interna

Um gerador tem força eletromotriz E = 20 V e resistência interna r = 2 Ω. Ao ser conectado a determinado circuito, esse gerador passa a fornecer uma corrente elétrica de 6 A. Sob essa condição, a diferença de potencial medida nos terminais do gerador é de

Gerador real com força eletromotriz E, resistência interna r e corrente i fornecida; tensão U nos terminais.
A)
6 V.
B)
5 V.
C)
8 V.
D)
4 V.
E)
2 V.

Gabarito oficial Vunesp · versão 2

C
Resolução comentada

Quando o gerador fornece corrente, a tensão útil é:

$$U=\mathcal E-ri$$

A queda interna é:

$$ri=2\cdot6=12\ \mathrm V$$

$$U=20-12=8\ \mathrm V$$

Alternativa C.

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