Univás Medicina 2022 · Vunesp · UNVA2101 · Versão 2 · Aplicação em 05/12/2021 · Física: Q41–Q50.
Caderno e gabarito obtidos no site oficial da mantenedora FUVS. As dez respostas foram conferidas no gabarito da mesma versão do caderno. O documento não identifica expressamente se é preliminar ou definitivo.
Q41
Mecânica — Cinemática — Ultrapassagem de veículos extensos
Um ônibus, de 14 m de comprimento, estava parado em uma rua quando um automóvel de 4 m de comprimento, trafegando pela mesma rua com velocidade constante de 5,0 m/s, ultrapassou-o, como mostrado na figura. (https://br.freepik.com. Adaptado.) O intervalo de tempo da ultrapassagem foi de
A)
4,4 s.
B)
3,6 s.
C)
0,7 s.
D)
2,5 s.
E)
1,4 s.
Gabarito oficial Vunesp · versão 2
B
Resolução comentada
O ônibus está parado. Para completar a ultrapassagem mostrada, o automóvel avança o comprimento do ônibus mais o próprio comprimento:
$$\Delta s=14+4=18\ \mathrm m$$
Como a velocidade relativa é constante e vale 5,0 m/s:
$$\Delta t=\frac{\Delta s}{v}$$
$$\Delta t=\frac{18}{5{,}0}=3{,}6\ \mathrm s$$
Alternativa B.
Q42
Mecânica — Lançamento oblíquo — Velocidade e força no ponto mais alto
Na competição de Arremesso de Peso nos Jogos Olímpicos de Tóquio 2020, o atleta brasileiro Darlan Romani arremessou a bola, cuja massa é 7,26 kg, a praticamente 22 m de distância, como ilustrado na figura. Considerando que g = 10 m/s², que a resistência do ar pode ser desprezada e que, nesse lançamento oblíquo, a bola ficou no ar durante 2,2 s após deixar a mão do atleta, a velocidade escalar da bola e a intensidade da força resultante sobre ela, no ponto mais alto da trajetória, eram
A)
nula e 72,6 N, respectivamente.
B)
ambas nulas.
C)
10 m/s e nula, respectivamente.
D)
10 m/s e 72,6 N, respectivamente.
E)
nula e 7,26 kg, respectivamente.
Gabarito oficial Vunesp · versão 2
D
Resolução comentada
Sem resistência do ar, a componente horizontal da velocidade é constante:
No ponto mais alto, a componente vertical é nula. Portanto, o módulo da velocidade é:
$$v=10\ \mathrm{m/s}$$
A única força durante o voo é o peso, dirigido para baixo:
$$F_R=mg$$
$$F_R=7{,}26\cdot10=72{,}6\ \mathrm N$$
Alternativa D.
Q43
Mecânica — Energia — Dissipação no voo de um projétil
Um exército conduziu um experimento para determinar a quantidade de energia mecânica que é dissipada no lançamento de projéteis. Foram disparados, verticalmente para cima, projéteis de 8,0 g com velocidade inicial de 900 m/s, e, com base nos resultados desse experimento, verificou- -se que os projéteis retornavam, em média, com velocidades próximas a 100 m/s. (https://defesa.org. Adaptado.) A energia mecânica média dissipada durante o deslocamento de cada projétil nos testes realizados foi, aproximadamente, de
A)
$4{,}0\times10^{1}\ \mathrm{J}$.
B)
$2{,}6\times10^{2}\ \mathrm{J}$.
C)
$3{,}2\times10^{5}\ \mathrm{J}$.
D)
$4{,}0\times10^{4}\ \mathrm{J}$.
E)
$3{,}2\times10^{3}\ \mathrm{J}$.
Gabarito oficial Vunesp · versão 2
E
Resolução comentada
Considerando o retorno à altura do lançamento, a energia potencial gravitacional é a mesma nos dois estados. A perda de energia mecânica é a diferença das energias cinéticas:
$$E_{diss}=\frac m2(v_i^2-v_f^2)$$
$$m=8{,}0\ \mathrm g=0{,}008\ \mathrm{kg}$$
$$E_{diss}=\frac{0{,}008}{2}(900^2-100^2)$$
$$E_{diss}=0{,}004\cdot800\,000$$
$$E_{diss}=3{,}2\cdot10^3\ \mathrm J$$
Alternativa E.
Q44
Mecânica — Estática — Forças nos apoios de uma barra
Na imagem, pode-se observar um atleta apoiando-se em duas barras paralelas e mantendo-se estático sobre elas. Cada uma das barras é sustentada por dois apoios, X e Y. Também estão representadas na imagem as forças que atuam sobre uma das barras nessa situação. (https://tarobanews.com. Adaptado.) Considere que o peso das barras é desprezível, que o peso do atleta é 720 N e está distribuído igualmente sobre as duas barras e que a mão do atleta dista 80 cm do apoio X e 160 cm do apoio Y. Nessa situação, as forças $\vec F_X$ e $\vec F_Y$, que atuam nos apoios X e Y, têm intensidades, respectivamente, iguais a
A)
180 N e 180 N.
B)
240 N e 120 N.
C)
360 N e 360 N.
D)
260 N e 100 N.
E)
540 N e 180 N.
Gabarito oficial Vunesp · versão 2
B
Resolução comentada
O peso é dividido igualmente entre duas barras. Em cada uma atua a carga:
$$P_{barra}=\frac{720}{2}=360\ \mathrm N$$
O equilíbrio vertical exige:
$$F_X+F_Y=360$$
Tomando os momentos em relação ao apoio X, cuja distância à mão é 80 cm:
$$F_Y(80+160)=360\cdot80$$
$$F_Y=120\ \mathrm N$$
$$F_X=360-120=240\ \mathrm N$$
As forças pedidas são, nessa ordem, 240 N e 120 N.
Alternativa B.
Q45
Termologia — Dilatação térmica — Comparação de duas hastes
Uma haste de latão com 30 cm de comprimento sofre uma dilatação linear de $3{,}0\times10^{-2}\ \mathrm{cm}$ quando sua temperatura sofre aumento de 50 ºC. Outra haste, submetida às mesmas condições e feita do mesmo material, mas com 90 cm de comprimento, ao sofrer um aumento de temperatura de 100 °C, sem que ocorra mudança de estado, dilatará
A)
$1{,}8\times10^{-1}\ \mathrm{cm}$.
B)
$4{,}0\times10^{-2}\ \mathrm{cm}$.
C)
$6{,}0\times10^{-2}\ \mathrm{cm}$.
D)
$1{,}2\times10^{-1}\ \mathrm{cm}$.
E)
$9{,}0\times10^{-2}\ \mathrm{cm}$.
Gabarito oficial Vunesp · versão 2
A
Resolução comentada
Para o mesmo material, o coeficiente linear é comum às duas hastes:
Termologia — Gases ideais — Quantidade de matéria no vácuo parcial
Um dos mais célebres experimentos para demonstrar a ação da pressão atmosférica foi realizado em 1654 por Otto von Guericke, na cidade de Magdeburg. Guericke juntou dois hemisférios de cobre, vedados com uma junta impermeável ao ar, com um anel de couro embebido em óleo. Com uma bomba de vácuo, ele tirou o ar do interior da esfera. Oito cavalos puxando cada hemisfério foram incapazes de separá-los. (www.feg.unesp.br. Adaptado.) (www.fisica.net) Considere que, no experimento de Guerick, o restante do ar no interior da esfera se comportava como um gás ideal. Considere também que a constante dos gases vale 8,3 J/(kg · mol) e que o volume, a pressão e a temperatura do ar restante no interior da esfera eram, respectivamente, $6{,}0\times10^{-2}\ \mathrm{m^3}$, $8{,}3\times10^2\ \mathrm{Pa}$ e 300 K. Assim, o número de mols de moléculas de ar restante no interior da esfera era
A)
$5{,}0\times10^{1}$.
B)
$2{,}0\times10^{2}$.
C)
$2{,}0\times10^{-2}$.
D)
$1{,}8\times10^{4}$.
E)
$5{,}0\times10^{3}$.
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C
Resolução comentada
Nota de leitura: o caderno imprime a unidade de R como J/(kg · mol), mas a unidade dimensionalmente correta para o valor 8,3 na equação utilizada é J/(mol · K). O cálculo abaixo usa essa correção de unidade, sem alterar o valor numérico.
A presbiopia, popularmente conhecida como vista cansada, caracteriza-se por uma alteração da visão que está associada ao envelhecimento do olho, resultando na dificuldade progressiva para focar nitidamente os objetos que estão perto. Os sintomas de presbiopia costumam surgir a partir dos 40 anos, podendo atingir a sua intensidade máxima por volta dos 65 anos. (www.tuasaude.com.) (www.hosergipe.com.br. Adaptado.) A estrutura do olho humano, representada na figura, que funciona como uma lente convergente deformável e que possibilita a visão nítida tanto de objetos distantes quanto de objetos próximos e cuja diminuição da funcionalidade com a idade causa a presbiopia é
A)
a córnea.
B)
a íris.
C)
a retina.
D)
a pupila.
E)
o cristalino.
Gabarito oficial Vunesp · versão 2
E
Resolução comentada
O cristalino funciona como uma lente convergente cuja curvatura pode ser alterada pelo mecanismo de acomodação. Esse ajuste permite focalizar objetos a distâncias diferentes sobre a retina.
A redução da capacidade de acomodação com a idade dificulta a visão próxima descrita no enunciado. A estrutura solicitada é o cristalino.
Alternativa E.
Q48
Ondulatória — Tubos sonoros — Mudança de frequência fundamental
A frequência fundamental, ou primeiro harmônico, do som emitido por um tubo sonoro aberto em ambas as extremidades, mostrado na figura 1, é $f_1$. Fechando-se uma das extremidades desse tubo, como mostrado na figura 2, a frequência fundamental do som por ele emitido passa a ser $f_2$. Nas figuras também estão representadas as frações dos comprimentos de onda das ondas sonoras que se estabelecem no interior dos tubos quando eles emitem os sons de frequência fundamental. Sabendo que a velocidade de propagação do som é a mesma nos dois casos, a relação entre $f_2$ e $f_1$ é
A)
$f_2=2f_1$.
B)
$f_2=4f_1$.
C)
$f_2=\frac14f_1$.
D)
$f_2=6f_1$.
E)
$f_2=\frac12f_1$.
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E
Resolução comentada
No tubo aberto nas duas extremidades, o modo fundamental corresponde a meia onda:
$$L=\frac{\lambda_1}{2}$$
$$f_1=\frac{v}{2L}$$
Com uma extremidade fechada, o fundamental corresponde a um quarto de onda:
$$L=\frac{\lambda_2}{4}$$
$$f_2=\frac{v}{4L}$$
Comparando os resultados para o mesmo tubo:
$$\frac{f_2}{f_1}=\frac12$$
$$f_2=\frac12f_1$$
Alternativa E.
Q49
Eletricidade — Energia elétrica — Consumos equivalentes
Chuveiros elétricos são equipamentos que consomem grande quantidade de energia por unidade de tempo. Um chuveiro elétrico de 5 400 W, funcionando durante 6 minutos, consome tanta energia quanto uma lâmpada LED de 9 W funcionando durante
A)
3 horas.
B)
360 horas.
C)
20 horas.
D)
60 horas.
E)
6 horas.
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D
Resolução comentada
Convertendo o tempo de funcionamento do chuveiro:
$$t_c=\frac6{60}=0{,}1\ \mathrm h$$
Sua energia consumida é:
$$E_c=P_ct_c$$
$$E_c=5\,400\cdot0{,}1=540\ \mathrm{Wh}$$
Para a lâmpada consumir a mesma energia:
$$P_Lt_L=540$$
$$t_L=\frac{540}{9}=60\ \mathrm h$$
Alternativa D.
Q50
Eletricidade — Circuitos — LEDs em série e leitura de gráfico
O esquema ilustra como são associados 15 LEDs idênticos no interior de uma lâmpada e o gráfico mostra a relação entre a intensidade da corrente elétrica que percorre apenas um desses LEDs em função da diferença de potencial entre seus terminais. (www.ibytes.com.br. Adaptado.) Sabendo que, durante o funcionamento da lâmpada, a diferença de potencial entre os pontos P e Q indicados no esquema é de 60 V, a intensidade da corrente elétrica que percorre o circuito é
A)
4,0 mA.
B)
1,3 mA.
C)
20 mA.
D)
100 mA.
E)
300 mA.
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C
Resolução comentada
Os quinze LEDs estão conectados em um único percurso em série. Na idealização de componentes idênticos em funcionamento, cada LED recebe a mesma tensão:
$$U_{LED}=\frac{U_{PQ}}{15}$$
$$U_{LED}=\frac{60}{15}=4{,}0\ \mathrm V$$
No gráfico de um LED, a tensão de 4,0 V corresponde a:
$$i=20\ \mathrm{mA}$$
Como a corrente é a mesma em todos os elementos em série, esse é também o valor da corrente do circuito.
