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CESUPA 2004.1 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Dados da prova

CESUPA 2004.1 · 6 questões de Física · numeração do caderno original.

As respostas identificam quando há gabarito fornecido e quando decorrem da resolução. Inconsistências do original são explicadas nas resoluções.

Q7
Mecânica — Forças e trabalho

Considere o esforço de um atleta que se exercita erguendo seu corpo repetidas vezes em uma barra, sem tocar os pés no chão, conforme indica esquematicamente a figura abaixo. Nestas condições analise as afirmativas a seguir:

I-Para se erguer a partir do repouso, a força que a pessoa deve exercer na barra deve ser maior ao seu peso.

II-Quanto mais cansado estiver o atleta maior a força que deve fazer para erguer seu corpo;

III-Se a força que a barra exerce sobre a pessoa atua na vertical, para que haja equilíbrio o centro de gravidade da pessoa deve estar na vertical que passa pela barra;

IV-O trabalho mecânico realizado pela força que a barra exerce sobre a pessoa é nulo.

Figura 1 da questão 7 — CESUPA 2004.1

Estão corretas apenas as afirmativas:

A)I e III
B)II e IV
C)I e II
D)III e IV

Resposta pela resolução — Método TEF

Questão ambígua
Resolução comentada

I é verdadeira se o atleta começa a subir com aceleração para cima: a força da barra supera o peso. II é falsa: cansaço não muda a força exigida pelo mesmo movimento. III é verdadeira para o equilíbrio descrito, sem torque resultante. IV também é verdadeira se as mãos permanecem fixas na barra, pois o ponto de aplicação dessa força não se desloca. Nesse modelo usual, I, III e IV são verdadeiras e nenhuma alternativa reúne as três. A alternativa A pode refletir uma interpretação que desconsidera IV, mas não resolve a inconsistência física do enunciado.

Q8
Mecânica — Trabalho e energia

A taxa de produção de calor pelo metabolismo de uma pessoa correndo é de 700W. Considere que um atleta de 70kg parte do repouso e atinge 10m/s em 10s. O trabalho mecânico realizado pelo atleta e a energia total mínima que o atleta precisa para realizar este esforço são, respectivamente, em Joules:

A)3500 e 7000
B)3500 e 10500
C)7000 e 10500
D)7000 e 14000

Resposta pela resolução — Método TEF

B
Resolução comentada

O ganho de energia cinética é $\Delta E_c=mv^2/2=70\cdot100/2=3.500$ J. Em 10 s, o calor produzido é $Q=700\cdot10=7.000$ J. A energia mínima total é a soma do ganho mecânico e da energia dissipada: 10.500 J.

Q9
Termologia — Balanço térmico

Em um experimento para o estudo dos mecanismos de controle de temperatura do corpo humano, um indivíduo foi mantido em repouso em um ambiente com temperatura inicial de 40 °C, que foi gradativamente baixada até 16 °C. As trocas de calor que ocorreram entre o corpo do homem e o ambiente, por evaporação (EVAP) e por radiação (RAD), foram medidas e estão representadas no gráfico abaixo, em unidades de kilo-caloria por hora (kcal/h). Os fluxos de calor com valores positivos representam calor transferido do meio para o homem e aqueles com valores negativos representam fluxo de calor transferido do homem para o ambiente. É mostrada também a taxa de geração de calor pelo metabolismo do homem. O valor da soma das três curvas citadas é representado na curva S, ou seja, ela indica a taxa com que aumenta ou diminui a energia interna do corpo.

CESUPA 2004.1 — questão 9: figura do enunciado

Tendo como base as curvas do gráfico acima, analise as afirmativas abaixo:

I – Abaixo de 30 °C a temperatura interna do corpo do homem aumentou para compensar o ambiente mais frio.

II – A pele do homem estava na mesma temperatura do ambiente quando esta era de aproximadamente 35 °C.

III – Em temperaturas acima de 35 °C o corpo do homem irradiou calor para o ambiente.

IV – Em temperaturas muito altas o método mais eficiente de liberação de calor é pela evaporação da transpiração.

Estão corretas apenas as alternativas:

A)I e II
B)I e III
C)II e IV
D)III e IV

Resposta pela resolução — Método TEF

C
Resolução comentada

O fluxo radiativo líquido se anula por volta de 35°C, indicando igualdade entre a temperatura da pele e a do ambiente: II é verdadeira. Em temperaturas altas, a evaporação representa a principal perda de calor: IV é verdadeira. A curva S não indica aumento de energia abaixo de 30°C, e acima de 35°C há ganho radiativo líquido, contrariando I e III.

Q10
Ondulatória — Ondas mecânicas

As vibrações mecânicas produzidas pelo aparelho fonador humano se propagam pelo ar, pelos líquidos que fazem parte do corpo e pelas partes sólidas do corpo, os ossos. Nesses três meios de propagação, essas ondas mecânicas tem características distintas de um para o outro. Sobre esses fenômenos, analise as seguintes afirmativas:

I – As vibrações mecânicas se propagam no ar e na água em ondas longitudinais e no sólido em ondas tanto longitudinais quanto transversais.

II – A velocidade de propagação dessas ondas no ar é maior do que no líquido e no líquido é maior do que no sólido.

III – Quando passa de um meio sólido para o líquido, a onda mecânica mantém sua freqüência inalterada.

IV – Em uma câmara de vácuo, a velocidade de propagação dessas ondas seria máxima. Estão corretas apenas as afirmativas:

A)I e II
B)I e III
C)II e IV
D)III e IV

Resposta pela resolução — Método TEF

B
Resolução comentada

Fluidos sustentam ondas sonoras longitudinais; sólidos também podem sustentar ondas transversais: I é verdadeira. A velocidade do som é, em geral, maior em sólidos que em líquidos e gases, contrariando II. Na mudança de meio, a frequência permanece determinada pela fonte: III é verdadeira. Ondas mecânicas não se propagam no vácuo: IV é falsa.

Q11
Eletricidade — Indução eletromagnética

Existem vários tratamentos de enfermidades do cérebro que requerem a estimulação de partes do tecido cerebral por correntes elétricas. Normalmente, eletrodos são introduzidos no cérebro para gerar pequenas correntes em áreas específicas. Uma alternativa que hoje está sendo testada para eliminar a necessidade de introduzir eletrodos no cérebro, é usar bobinas colocadas fora da cabeça capazes de induzir correntes elétricas no tecido cerebral. Sobre esta indução, podemos afirmar que:

I – Ela funciona por que o campo magnético dirige a corrente elétrica das bobinas para dentro do cérebro do paciente.

II – O campo magnético gerado pelas bobinas precisa ser variável, para haver indução eletromagnética;

III – A intensidade das correntes induzidas depende da intensidade da corrente nas bobinas;

IV – A corrente nas bobinas deve ser contínua, para que o campo magnético possa ser de grande intensidade; Estão corretas apenas as afirmativas :

A)I e II
B)III e IV
C)II e III
D)IV e I

Resposta pela resolução — Método TEF

C
Resolução comentada

A bobina não envia diretamente sua corrente ao tecido: a variação do fluxo magnético induz um campo elétrico, que produz corrente. Assim, I é falsa e II é verdadeira. A intensidade e a variação temporal da corrente na bobina influenciam a corrente induzida, tornando III compatível com o processo. Uma corrente contínua já estabilizada não gera indução persistente: IV é falsa.

Q12
Óptica — Refração no olho

Um modelo simplificado para facilitar o estudo da ótica da visão é o chamado “olho reduzido”. Neste modelo as variações do índice de refração através da córnea, do cristalino e do humor aquoso não são consideradas. O interior do globo ocular e a córnea são modelados por um meio homogêneo com índice de refração igual ao da água, conforme indica a figura abaixo. A única refração que um raio de luz sofre ao penetrar no globo ocular ocorre na interface esférica ar-córnea, cujo raio de curvatura é R. Para este modelo a equação que relaciona a posição de um objeto, o, e a posição da imagem, i, no interior do meio ocular é: $\dfrac{n_1}{o}+\dfrac{n_2}{i}=\dfrac{n_2-n_1}{R}$. Considerando exclusivamente o modelo do “olho reduzido”, analise as afirmações a seguir:

I – O ponto focal dentro do olho coincide com o centro de curvatura da córnea se o meio externo for o ar;

II – A distância focal, fora do olho, para raios que porventura emergissem do interior do globo ocular para o ar, é igual à distância focal dentro do olho;

III – Para representar uma pessoa com miopia, o globo ocular do modelo deve ser mais alongado na direção do eixo ótico.

IV – Se o modelo fosse imerso na água, não se formaria nenhuma imagem na retina;

Figura 1 da questão 12 — CESUPA 2004.1

Estão corretas apenas as afirmativas:

A)IV e
B)I e II
C)II e III
D)III e IV

Resposta pela resolução — Método TEF

D
Resolução comentada

Para objeto no infinito, a equação dada fornece $f_i=n_2R/(n_2-n_1)$, que não coincide com R: I é falsa. Os focos dos dois lados têm distâncias diferentes quando os índices são diferentes: II é falsa. Um olho alongado coloca a retina além do foco, caracterizando miopia: III é verdadeira. Imerso em água, o modelo perde o contraste de índice na interface e não focaliza uma imagem na retina: IV é verdadeira.