Univás · Medicina 2024 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Vestibular Univás Medicina 2024 · Demais cursos · Prova aplicada em 23/11/2019 · Questões 11 a 12 (Física) — resolução comentada Método TEF.

Q41
Mecânica — Cinemática — Distância mínima de decolagem

Em um aeroporto, um Boeing 737 em repouso no início da pista recebe autorização para decolagem. Imediatamente, o piloto da aeronave aciona os manetes de aceleração, fazendo com que o avião assuma aceleração horizontal e constante de 1 m/s². Enquanto o avião se move pela pista, o piloto aguarda atentamente o aviso “V rotate”, que deve ser proferido por seu copiloto. “V rotate” é a velocidade mínima que o avião deve ter, no caso 70 m/s, para que o nariz da aeronave seja levantado e ela efetivamente decole da pista. De acordo com esses dados, o menor comprimento de pista que esse Boeing 737 terá que percorrer até chegar ao momento de decolar é de

A)
2 350 m.
B)
2 150 m.
C)
2 450 m.
D)
2 250 m.
E)
2 550 m.

Resposta calculada pelo Método TEF · versão 1 · sem conferência com gabarito oficial

C
Resolução comentada

O avião parte do repouso e mantém aceleração horizontal constante. Pela equação de Torricelli:

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

$$70^2=0+2\cdot1\cdot\Delta s$$

$$\Delta s=\frac{4\,900}{2}=2\,450\ \mathrm m$$

Esse é o deslocamento mínimo no modelo informado, até atingir a velocidade de rotação.

Alternativa C.

Q42
Mecânica — Dinâmica — Força constante e mudança de massa

Um primeiro carrinho de massa 2M recebe de modo constante uma força de intensidade F, de direção horizontal e sentido para a direita, que faz com que esse carrinho mantenha-se acelerado com aceleração de intensidade a. Mais à frente, um segundo carrinho, de massa igual a 3M, encontra-se em repouso, conforme mostra a figura. Quando o primeiro carrinho toca o que está em repouso, um engate é acionado e os dois carrinhos permanecem unidos. Admitindo que a força F mantenha-se inalterada e supondo a inexistência de atritos, a intensidade da aceleração do conjunto passará a ser

Carrinho 2M recebe força F para a direita; carrinho 3M está à frente e em repouso.
A)
0,3 a.
B)
0,5 a.
C)
0,4 a.
D)
0,2 a.
E)
0,6 a.

Resposta calculada pelo Método TEF · versão 1 · sem conferência com gabarito oficial

C
Resolução comentada

Antes do engate, a força acelera apenas o primeiro carrinho:

$$F=2Ma$$

Depois do engate, a massa acelerada pela mesma força passa a ser:

$$m_{total}=2M+3M=5M$$

$$a'=\frac{F}{5M}$$

$$a'=\frac{2Ma}{5M}=0{,}4a$$

A expressão descreve o movimento depois de encerrado o breve intervalo de colisão.

Alternativa C.

Q43
Mecânica — Impulso — Área no gráfico força-tempo
Gráfico triangular de força-tempo: parte de zero, atinge 8 N em 0,1 s e retorna a zero em 0,3 s.

No universo da ferramentaria, o punção é uma ferramenta utilizada para produzir uma cavidade pontual em peças que devem ser perfuradas por uma broca. Essa pequena cavidade garante que a broca não escape da posição correta no início da perfuração. (www.fermaquinas.com.br) Para utilizar essa ferramenta, deve-se posicionar sua ponta aguda no local que se deseja perfurar e, em seguida, golpear brevemente o lado posterior com um martelo. No gráfico, estão representadas as forças transferidas por um punção no momento em que é feita a cavidade em uma peça metálica. De acordo com o gráfico, o impulso transferido pelo punção à peça tem intensidade, em N ⋅ s, de

A)
0,8.
B)
1,2.
C)
1,0.
D)
1,6
E)
1,8.

Resposta calculada pelo Método TEF · versão 1 · sem conferência com gabarito oficial

B
Resolução comentada

O impulso é a área sob a curva de força em função do tempo:

$$I=\int F\,dt$$

O gráfico delimita um triângulo com base de 0,3 s e altura de 8 N:

$$I=\frac{0{,}3\cdot8}{2}$$

$$I=1{,}2\ \mathrm{N\,s}$$

A posição do vértice superior não muda a área obtida pela base e altura totais.

Alternativa B.

Q44
Mecânica — Hidrostática — Pressão absoluta no fundo do oceano
Submersível Titan no oceano.

Em junho de 2023, noticiou-se o desaparecimento do submersível Titan, que fazia uma exploração turística aos destroços do navio Titanic, no fundo do oceano Atlântico, a 3,8 km de profundidade. Posteriormente, esclareceu-se que o Titan havia implodido, devido às enormes pressões da água no fundo do mar sobre seu casco. (www.nationalgeographicbrasil.com) A pressão ao nível do leito oceânico é resultado da soma da pressão atmosférica, de valor 1 atm, com a pressão exercida pela coluna líquida sobre esse local. Considerando a densidade da água igual a $1\times10^3\ \mathrm{kg/m^3}$, a aceleração da gravidade igual a $10\ \mathrm{m/s^2}$ e sabendo que 1 atm = $1\times10^5\ \mathrm{Pa}$ = $1\times10^5\ \mathrm{N/m^2}$, a pressão sobre o leito oceânico onde se encontram os destroços do Titanic é de

A)
265 atm.
B)
221 atm.
C)
195 atm.
D)
381 atm.
E)
423 atm.

Resposta calculada pelo Método TEF · versão 1 · sem conferência com gabarito oficial

D
Resolução comentada

Convertendo a profundidade:

$$h=3{,}8\ \mathrm{km}=3\,800\ \mathrm m$$

A pressão absoluta é:

$$p=p_{atm}+\rho gh$$

$$p=10^5+10^3\cdot10\cdot3\,800$$

$$p=38\,100\,000\ \mathrm{Pa}$$

Usando a equivalência fornecida:

$$p=\frac{38\,100\,000}{100\,000}=381\ \mathrm{atm}$$

Alternativa D.

Q45
Termologia — Termometria — Conversão de variação de temperatura

Ao longo do ano, as temperaturas marcianas podem oscilar de -125 ºC a 20 ºC. Na escala Fahrenheit, a medida dessa variação de temperatura corresponde a

A)
261 ºF.
B)
145 ºF.
C)
105 ºF.
D)
164 ºF.
E)
282 ºF.

Resposta calculada pelo Método TEF · versão 1 · sem conferência com gabarito oficial

A
Resolução comentada

A variação em Celsius é:

$$\Delta T_C=20-(-125)=145\ ^\circ\mathrm C$$

Para diferenças de temperatura, o deslocamento entre as origens das escalas se cancela:

$$\Delta T_F=\frac95\Delta T_C$$

$$\Delta T_F=\frac95\cdot145=261\ ^\circ\mathrm F$$

Alternativa A.

Q46
Termologia — Calorimetria — Potência da fonte e tempo de fusão

Uma fonte térmica de fluxo constante é utilizada para promover o aquecimento e posterior derretimento de uma amostra com 500 g de uma liga de alumínio, inicialmente a 50 ºC, depositada no interior de um recipiente de capacidade térmica desprezível. Enquanto a amostra recebia calor, foi construída a tabela das temperaturas atingidas em função do tempo, na qual é possível observar que, a partir do instante 60 s, a temperatura se mantém constante.

Temperatura da liga em função do tempo
Tempo (s)Temperatura (°C)
050
10150
20250
30350
40450
50550
60650
70650
80650
90650

O calor específico e o calor latente de fusão dessa liga valem, respectivamente, 0,2 cal/(g × ºC) e 100 cal/g. Considerando que toda a energia oferecida pela fonte térmica seja transferida para a amostra, o tempo necessário para que ela seja transformada completamente em líquido, a partir do instante em que se atinge a temperatura de fusão que é de 650 ºC, é igual a

A)
60 s.
B)
90 s.
C)
80 s.
D)
70 s.
E)
50 s.

Resposta calculada pelo Método TEF · versão 1 · sem conferência com gabarito oficial

E
Resolução comentada

Nos primeiros 60 s, a amostra aquece de 50 °C até 650 °C:

$$\Delta T=650-50=600\ ^\circ\mathrm C$$

$$Q_{aquec}=mc\Delta T$$

$$Q_{aquec}=500\cdot0{,}2\cdot600=60\,000\ \mathrm{cal}$$

Como o fluxo de calor é constante:

$$P=\frac{60\,000}{60}=1\,000\ \mathrm{cal/s}$$

O calor necessário para fundir toda a massa é:

$$Q_{fus}=mL$$

$$Q_{fus}=500\cdot100=50\,000\ \mathrm{cal}$$

$$\Delta t_{fus}=\frac{50\,000}{1\,000}=50\ \mathrm s$$

São 50 s contados desde o início da fusão. O instante final na tabela seria 110 s, não o intervalo solicitado.

Alternativa E.

Q47
Óptica — Reflexão — Trajeto em dois espelhos planos
Malha com raio incidente vertical, espelho E1 inclinado para baixo à direita, espelho E2 inclinado para cima à direita, e pontos P, Q, R, S e T.

Dois espelhos planos, E1 e E2, estão fixos a uma malha quadriculada. Um raio de luz é enviado em direção ao espelho E1, conforme indica a figura. Após a reflexão nos dois espelhos, esse raio de luz passará sobre o ponto

A)
S.
B)
T.
C)
R.
D)
P.
E)
Q.

Resposta calculada pelo Método TEF · versão 1 · sem conferência com gabarito oficial

C
Resolução comentada

O primeiro espelho faz 45° com as direções da malha. O raio vertical descendente reflete nele e passa a seguir horizontalmente para a direita.

Esse raio alcança o segundo espelho, inclinado no sentido oposto. Uma nova reflexão transforma a direção horizontal em vertical ascendente.

Prolongando o raio emergente na malha, ele percorre a coluna que contém o ponto R. Em cada reflexão, o ângulo de incidência é igual ao de reflexão, ambos medidos em relação à normal.

Alternativa C.

Q48
Óptica — Lentes — Convergência de um feixe paralelo

Os raios paralelos de um feixe de luz atravessam um objeto óptico escondido por um anteparo e seguem como mostra a figura. O comportamento dos raios de luz é esclarecido se, por trás do anteparo, estiver escondido um objeto transparente, cujo perfil tem o formato:

Feixe de raios paralelos atravessa o objeto encoberto por um anteparo e converge em um foco real à direita.
A)
Lente biconvexa, centro espesso e bordas finas.
B)
Lente bicôncava, centro fino e bordas espessas.
C)
Lente plano-côncava, superfície plana à esquerda e côncava à direita.
D)
Lente plano-côncava, superfície côncava à esquerda e plana à direita.
E)
Prisma de seção triangular.

Resposta calculada pelo Método TEF · versão 1 · sem conferência com gabarito oficial

A
Resolução comentada

Após atravessar o objeto, os raios paralelos se aproximam e encontram um foco real. O objeto deve atuar como uma lente convergente.

Na situação usual de uma lente transparente com índice de refração maior que o do ar, um perfil biconvexo, com centro mais espesso que as bordas, tem esse comportamento.

O primeiro perfil apresentado é biconvexo. Os demais perfis de lentes são de bordas espessas, e o perfil prismático não reúne o feixe em um único foco como o desenho.

Alternativa A.

Q49
Eletricidade — Eletrostática — Processos de eletrização

Considerando os processos de eletrização entre dois corpos, na eletrização por

A)
indução, o aterramento tem a função de retirar elétrons do corpo induzido para qualquer que seja a carga do corpo indutor.
B)
contato, a carga total que havia inicialmente é dividida em duas partes iguais sejam quais forem a forma ou o tamanho dos corpos.
C)
indução, o aterramento deve permanecer conectado ao corpo induzido até que o corpo indutor esteja longe do corpo induzido.
D)
contato, as cargas dos dois corpos ficarão com sinais iguais no final do processo desde que a carga de um dos corpos não anule a carga do outro.
E)
atrito, é necessário que pelo menos um dos corpos possua carga elétrica diferente de zero no início do processo.

Resposta calculada pelo Método TEF · versão 1 · sem conferência com gabarito oficial

D
Resolução comentada

No contato entre condutores, a carga se redistribui até atingir equilíbrio eletrostático. Na idealização usual da questão, os dois corpos terminam com cargas de mesmo sinal quando a carga total inicial não é nula.

Se as cargas iniciais se compensam exatamente, ambos podem terminar neutros; essa é a ressalva expressa na opção correta.

A divisão em partes iguais não vale para quaisquer formas e tamanhos. Na indução, o aterramento pode trazer ou retirar elétrons e é desfeito antes do afastamento do indutor. No atrito, dois corpos inicialmente neutros também podem se eletrizar.

Alternativa D.

Q50
Eletricidade — Resistência elétrica — Arame contínuo da cerca

Uma cerca feita com estacas de madeira e quatro fiadas paralelas de arame farpado circunda todo o perímetro de uma chácara, deixando apenas uma entrada na propriedade. A cerca foi construída de modo que as fiadas sejam um arame único de comprimento igual a 4 800 m e sem interrupções, começando no ponto P e terminando no ponto Q, conforme ilustra a figura. Com essa montagem, o proprietário pode constatar se a cerca está íntegra, sem rupturas em sua extensão, aferindo a resistência elétrica entre os pontos P e Q, supondo que o arame tenha um comportamento ôhmico. A resistividade do metal do arame vale $1\times10^{-7}\ \Omega\cdot\mathrm m$ e a área de secção transversal do arame é $4\times10^{-4}\ \mathrm{m^2}$. Sabendo que a resistência elétrica de um fio é diretamente proporcional à resistividade do material desse fio, diretamente proporcional ao comprimento desse fio e inversamente proporcional à área da secção transversal desse fio, o valor da resistência elétrica entre os pontos P e Q é de

Quatro fiadas compõem um único arame contínuo; suas extremidades P e Q ficam junto à entrada da propriedade.
A)
0,3 Ω.
B)
0,6 Ω.
C)
0,4 Ω.
D)
1,2 Ω.
E)
0,8 Ω.

Resposta calculada pelo Método TEF · versão 1 · sem conferência com gabarito oficial

D
Resolução comentada

As quatro fiadas integram um único percurso elétrico entre P e Q. Portanto, o comprimento a usar é o total de 4 800 m:

$$R=\rho\frac LA$$

$$R=\frac{10^{-7}\cdot4\,800}{4\cdot10^{-4}}$$

$$R=\frac{4{,}8\cdot10^{-4}}{4\cdot10^{-4}}$$

$$R=1{,}2\ \Omega$$

O cálculo corresponde ao arame íntegro descrito, sem contatos elétricos adicionais entre fiadas.

Alternativa D.

↑ Voltar ao topo