UNIVAG 2013/2— Questões de Física comentadas — Método TEF
Vestibular de Medicina · VUNESP · prova aplicada em 14/07/2013
As 7 questões de Física, com alternativas da prova, gabarito da versão 1 e resolução comentada Método TEF.
Q47
Mecanica — Grandezas fisicas — Classificacao de grandezas
Dentre os exemplos de grandezas físicas escalares, vetoriais e adimensionais (sem unidades), podem ser citadas, respectivamente,
(A)massa, tempo e temperatura.
(B)velocidade, peso e coeficiente de atrito.
(C)aceleração, peso e carga elétrica.
(D)peso, velocidade e índice de refração.
(E)massa, velocidade e densidade relativa.
Gabarito da versão 1 conferido no material original.
(E)
Resolução comentada
Uma grandeza escalar é descrita por um valor e, quando aplicável, uma unidade. A massa é um exemplo: não possui direção nem sentido.
Uma grandeza vetorial exige módulo, direção e sentido. A velocidade é um exemplo.
A densidade relativa é uma razão entre densidades medidas na mesma unidade:
\[d_r=\frac{\rho}{\rho_{ref}}\]
As unidades se cancelam, portanto a densidade relativa é adimensional. A sequência pedida é massa, velocidade e densidade relativa.
Q48
Mecanica — Cinematica — Velocidade media
Um automóvel deve realizar uma viagem em, no máximo, 40 minutos. Ele percorre metade do percurso em 20 minutos, com velocidade média v1. Devido a um acidente, ele é forçado a permanecer parado por 4 minutos; após esse período, o trânsito é normalizado. Para cumprir o tempo de viagem estipulado, a menor velocidade média v2 que o automóvel deve apresentar no restante da viagem é igual a
(A)1,25 v1.
(B)1,50 v1.
(C)1,15 v1.
(D)2,00 v1.
(E)2,25 v1.
Gabarito da versão 1 conferido no material original.
(A)
Resolução comentada
Chamando a distância total de L, a primeira metade do trajeto foi percorrida em 20 minutos:
\[\frac L2=v_1\cdot20\ \text{min}\]
O tempo parado também faz parte do limite de 40 minutos. Para a segunda metade, restam:
\[t_2=40-20-4=16\ \text{min}\]
A menor velocidade média corresponde ao uso de todo o tempo restante:
\[v_2=\frac{L/2}{16\ \text{min}}\]
Substituindo a distância da primeira metade:
\[v_2=\frac{20}{16}v_1=1{,}25v_1\]
Q49
Mecanica — Dinamica — Terceira lei de newton
A figura mostra duas pessoas, P1 e P2, disputando um cabo de guerra.
(www.6yka.com. Adaptado.) F1 e F2 são as forças de tração nas extremidades da corda e F3 e F4 são as forças de atrito entre as pessoas e o piso. Considerando as forças indicadas na figura e supondo que P2 vença a disputa, é correto afirmar que
(A)F1 < F2 e F3 > F4.
(B)F1 < F2 e F3 < F4.
(C)F1 = F2 e F3 < F4.
(D)F1 = F2 e F3 = F4.
(E)F1 > F2 e F3 < F4.
Gabarito da versão 1 conferido no material original.
(C)
Resolução comentada
No modelo de corda ideal, de massa desprezível, as forças de tração nas extremidades têm o mesmo módulo:
\[F_1=F_2\]
As trações são forças internas quando consideramos as duas pessoas e a corda como um sistema. As forças horizontais externas relevantes são os atritos do piso.
Para o sistema ser acelerado no sentido de P₂, o atrito que o piso exerce em P₂ deve superar o que atua em P₁:
\[F_4-F_3>0\]
\[F_3<F_4\]
A vitória não exige que uma extremidade da corda tenha tração maior; a diferença decisiva está na interação com o piso.
Q50
Termologia — Calorimetria — Conversao energia em calor
Um corpo de massa m é abandonado de uma altura h. Após percorrer essa distância, ele é freado até parar por um dispositivo que transforma toda energia mecânica do corpo em calor, sendo este imediatamente transferido a um material, também de massa m e capaz de armazenar calor sem perdê-lo. Considerando a aceleração da gravidade igual a g e o calor específico do material igual a c, é correto afirmar que a elevação de temperatura desse material é
(A)$mgh$
(B)$\frac{gh}{c}$
(C)$\frac{ghc}{m}$
(D)$ghc$
(E)$h$
Gabarito da versão 1 conferido no material original.
(B)
Resolução comentada
O corpo parte do repouso e perde energia potencial gravitacional ao descer:
\[E_p=mgh\]
O dispositivo transforma toda essa energia em calor, transferido ao material:
\[Q=mgh\]
Como não há perda de calor nem mudança de fase, o aquecimento obedece a:
\[Q=mc\Delta T\]
Igualando as duas expressões e usando as massas iguais:
\[mc\Delta T=mgh\]
\[\Delta T=\frac{gh}{c}\]
Q51
Mecanica — Hidrostatica — Vasos comunicantes
A figura mostra um tubo em forma de U, contendo dois líquidos homogêneos, imiscíveis entre si e em equilíbrio. As duas aberturas estão expostas ao ambiente, onde há uma determinada pressão atmosférica.
Sendo PA, PB, PC e PD as pressões absolutas nos níveis A, B, C e D, respectivamente, é correto afirmar que
(A)PA = PB e PC < PD.
(B)PA < PB e PC < PD.
(C)PA > PB e PC = PD.
(D)PA = PB e PC = PD.
(E)PA > PB e PC > PD.
Gabarito da versão 1 conferido no material original.
(D)
Resolução comentada
As duas superfícies livres estão expostas à mesma atmosfera. Por isso:
\[P_A=P_{atm}\]
\[P_B=P_{atm}\]
\[P_A=P_B\]
Os pontos C e D estão à mesma altura no líquido inferior, que está em equilíbrio e conectado entre os ramos:
\[P_C=P_D\]
As igualdades decorrem de condições diferentes: contato com a atmosfera nas superfícies e equilíbrio hidrostático no líquido inferior.
Q52
Optica — Espelhos esfericos — Espelho convexo
Um espelho esférico, de distância focal 10 cm, produz somente imagem direita e menor, com relação ao objeto. Se um objeto real de 30 cm de altura for colocado a 20 cm diante do espelho, sobre seu eixo principal e perpendicularmente a este, a altura da imagem formada, em centímetros, será igual a
(A)10.
(B)20.
(C)12.
(D)15.
(E)25.
Gabarito da versão 1 conferido no material original.
(A)
Resolução comentada
Um espelho que forma, para objetos reais, imagens sempre direitas e menores é convexo. Adotamos a distância focal negativa:
O aumento linear é positivo, pois a imagem é direita:
\[A=-\frac{p'}p=\frac13\]
Aplicando o aumento à altura do objeto:
\[h'=Ah=\frac13\cdot30=10\ \text{cm}\]
Q53
Eletricidade — Eletrostatica — Campo eletrico vetorial
Duas cargas de mesmo módulo, mas de sinais opostos, estão fixadas nos vértices da base de um triângulo equilátero de lado d, como mostra a figura.
Sendo k a constante eletrostática do meio, o módulo, a direção e o sentido do vetor campo elétrico resultante em P serão, respectivamente,
(A)$k\frac{Q}{d^2}$, horizontal e para a esquerda.
(B)$k\frac{Q}{d^2}$, horizontal e para a direita.
(C)$k\frac{Q}{d^2}$, vertical e para cima.
(D)$k\frac{Q^2}{d^2}$, horizontal e para a direita.
(E)$k\frac{Q^2}{d^2}$, horizontal e para a esquerda.
Gabarito da versão 1 conferido no material original.
(B)
Resolução comentada
As cargas têm módulos iguais e estão à mesma distância d do ponto P. Cada uma produz um campo de módulo:
\[E_0=\frac{k|Q|}{d^2}\]
O campo da carga positiva aponta para longe dela; o da negativa aponta em sua direção. Na figura, as componentes verticais se anulam e as horizontais apontam para a direita.
\[E_{Ry}=0\]
Somando as componentes horizontais, com o ângulo de 60° em relação à base:
\[E_{Rx}=2E_0\cos60^\circ\]
\[E_R=2E_0\cdot\frac12=E_0\]
\[E_R=\frac{k|Q|}{d^2}\]
O campo resultante é horizontal e dirigido para a direita, da carga positiva para a negativa.
