Provas Anteriores | FPS Medicina 2025.1

Q31

Movimento Circular Uniforme — Deslocamento Escalar

Em hospitais e laboratórios de análise clínica, são utilizados equipamentos chamados centrífugas clínicas. Esses equipamentos podem ser usados para separar partículas sólidas, presentes em amostras no estado líquido. Basicamente, a centrífuga gira a amostra a uma velocidade angular elevada e constante, por um período de tempo definido. Considere uma centrífuga cujo raio e velocidade de rotação das amostras são, respectivamente, $10{,}0\text{ cm}$ e $4000\text{ rpm}$. Supondo que ela é acionada por $30{,}0\text{ min}$, calcule o deslocamento escalar total das amostras, em metros, neste intervalo de tempo. Despreze o período em que a rotação vai de zero a $4000\text{ rpm}$.

Dados: $1\text{ rpm}=1$ rotação por minuto e, para os cálculos, considere $\pi=3{,}00$.

A)$144\times10^3\text{ m}$

B)$18{,}0\times10^3\text{ m}$

C)$72{,}0\times10^3\text{ m}$

D)$36{,}0\times10^3\text{ m}$

E)$9{,}00\times10^3\text{ m}$

Gabarito

C

Resolução

O comprimento de cada volta é $2\pi R=2\cdot3\cdot0{,}10=0{,}60\text{ m}$.

Em $30\text{ min}$, o número de voltas é $N=4000\cdot30=120000$.

Logo, $s=N\cdot2\pi R=120000\cdot0{,}60=72000\text{ m}=72{,}0\times10^3\text{ m}$.

Alternativa correta: C.

Q32

Movimento Circular — Força Centrípeta

Na questão anterior, quando a centrífuga é ligada, a velocidade angular varia de zero a $4000\text{ rpm}$, seguindo o gráfico indicado abaixo. Considere que a centrífuga realiza um movimento circular no plano horizontal e que a componente vertical da força resultante sobre a amostra é nula. Calcule o módulo da força centrípeta que atua na amostra quando $t=1{,}00\text{ s}$, supondo que a amostra tem massa $m=15{,}0\text{ g}$.

Dados: $1\text{ rpm}=1$ rotação por minuto e, para os cálculos, considere $\pi=3{,}00$.

Gráfico da velocidade angular da centrífuga em função do tempo

A)$20{,}0\text{ N}$

B)$60{,}0\text{ N}$

C)$80{,}0\text{ N}$

D)$40{,}0\text{ N}$

E)$100\text{ N}$

Gabarito

B

Resolução

Em $t=1{,}00\text{ s}$, o gráfico fornece $2000\text{ rpm}$. Assim, $f=\frac{2000}{60}=\frac{100}{3}\text{ Hz}$ e $\omega=2\pi f=2\cdot3\cdot\frac{100}{3}=200\text{ rad/s}$.

Com $m=0{,}015\text{ kg}$ e $R=0{,}10\text{ m}$:

$F_c=m\omega^2R=0{,}015\cdot200^2\cdot0{,}10=60{,}0\text{ N}$.

Alternativa correta: B.

Q33

Movimento Circular — Velocidade Escalar

A figura a seguir mostra um motor de automóvel, onde podem ser vistas duas polias circulares (indicadas por setas verticais), conectadas por uma correia. Suponha que a polia de cima gira com frequência de $600\text{ rpm}$. Qual é a velocidade escalar da referida polia a uma distância de $5{,}00\text{ cm}$ do seu centro? Dado: considere $\pi=3{,}00$ e $1\text{ rpm}=1$ rotação por minuto.

Motor de automóvel com duas polias conectadas por uma correia

A)$3{,}00\text{ m/s}$

B)$5{,}00\text{ m/s}$

C)$2{,}00\text{ m/s}$

D)$6{,}00\text{ m/s}$

E)$8{,}00\text{ m/s}$

Gabarito

A

Resolução

$600\text{ rpm}=10\text{ Hz}$. Logo, $\omega=2\pi f=2\cdot3\cdot10=60\text{ rad/s}$.

Com $R=0{,}050\text{ m}$, $v=\omega R=60\cdot0{,}050=3{,}00\text{ m/s}$.

Alternativa correta: A.

Q34

Energia Potencial Elástica — Trabalho da Força Elástica

Elásticos extensores têm sido cada vez mais utilizados em atividades físicas que envolvem grupos musculares específicos do corpo humano. Certo elástico extensor possui constante elástica de $50{,}0\text{ N/m}$ e comprimento relaxado (não esticado) de $30{,}0\text{ cm}$. Uma pessoa estica esse elástico desde a situação relaxada até o comprimento de $50{,}0\text{ cm}$. Considerando que a força elástica obedeça à lei de Hooke, qual foi o trabalho realizado pela força elástica nesse processo?

Pessoa realizando exercício com elástico extensor

A)$2{,}00\text{ J}$

B)$1{,}00\text{ J}$

C)$-1{,}00\text{ J}$

D)$-2{,}00\text{ J}$

E)$0\text{ J}$

Gabarito

C

Resolução

A deformação é $x=0{,}50-0{,}30=0{,}20\text{ m}$.

O trabalho da força elástica é $W_e=-\Delta E_{pel}=-\frac{kx^2}{2}$:

$W_e=-\frac{50\cdot(0{,}20)^2}{2}=-1{,}00\text{ J}$.

Alternativa correta: C.

Q35

Ondulatória — Onda Estacionária

A figura mostra uma corda tensionada na horizontal onde há uma onda senoidal estacionária. Os nós da onda estacionária estão bem definidos. Sabendo-se que a frequência de oscilação da corda vale $f=3{,}0\text{ Hz}$, calcule a velocidade de propagação de ondas nesta corda e nesta condição de tensionamento.

Onda senoidal estacionária em uma corda horizontal

A)$2{,}0\text{ m/s}$

B)$4{,}0\text{ m/s}$

C)$6{,}0\text{ m/s}$

D)$3{,}0\text{ m/s}$

E)$5{,}0\text{ m/s}$

Gabarito

C

Resolução

Pela figura, a distância entre nós consecutivos é $1{,}0\text{ m}$, que corresponde a $\lambda/2$. Logo, $\lambda=2{,}0\text{ m}$.

$v=f\lambda=3{,}0\cdot2{,}0=6{,}0\text{ m/s}$.

Alternativa correta: C.

Q36

Calorimetria — Capacidade Térmica e Calor Específico

O que se pode afirmar sobre a capacidade térmica de um corpo, denotada por $C$, e o calor específico de um material, denotado por $c$?

A)Quando estudamos as trocas de calor de um objeto, feito de vários materiais, com a vizinhança, usamos o calor específico, $c$.

B)O valor do calor específico de um material, $c$, não muda com a temperatura, desde que não ocorra mudança de estado físico.

C)Quando estudamos as trocas de calor de um objeto, feito de um material, com a vizinhança, usamos a capacidade térmica, $C$.

D)O valor do calor específico de um material, $c$, não muda com a temperatura, mesmo que ocorra mudança de estado físico.

E)O valor da capacidade térmica de um objeto, $C$, feito de vários materiais, não muda com a temperatura, mesmo que ocorra mudança de estado físico de um dos materiais.

Gabarito

C

Resolução

A capacidade térmica $C$ caracteriza o corpo como um todo e relaciona a quantidade de calor trocada à sua variação de temperatura: $Q=C\Delta T$.

O calor específico $c$ é uma propriedade do material e, em geral, pode variar com a temperatura. Assim, a alternativa correta é C.

Q37

Óptica — Refração

A figura a seguir ilustra, de forma simplificada, o processo de formação de imagens em um olho humano. Um dos fenômenos ópticos envolvidos nesse processo consiste na passagem da luz da região da íris para o cristalino.

Esse fenômeno é denominado

A)refração.

B)superposição.

C)reflexão.

D)polarização.

E)difração.

Gabarito

A

Resolução

Ao passar de um meio para outro com diferente índice de refração, a luz sofre refração. Portanto, a alternativa correta é A.

Q38

Eletrostática — Energia Potencial de um Sistema de Cargas

As figuras a seguir mostram dois sistemas de cargas pontuais fixas no vácuo. A única diferença entre eles é a presença, no sistema A, da carga $4Q$ no centro da circunferência de raio $R$, onde as outras cargas se encontram.

Sistemas A e B de cargas pontuais sobre uma circunferência

Sejam $E_A$ e $E_B$ as energias potenciais eletrostáticas dos sistemas A e B, respectivamente, e considerando a constante eletrostática $k$, é correto afirmar que a diferença $E_A-E_B$ é dada por

A)$\dfrac{10kQ^2}{R}$

B)$\dfrac{12kQ^2}{R}$

C)$\dfrac{3kQ^2}{R}$

D)$\dfrac{4kQ^2}{R}$

E)$\dfrac{6kQ^2}{R}$

Gabarito

B

Resolução

A diferença entre os sistemas decorre apenas da interação da carga central $4Q$ com as três cargas $Q$ situadas a distância $R$.

Cada interação contribui com $k\frac{(4Q)(Q)}{R}=\frac{4kQ^2}{R}$.

Como são três cargas periféricas, $E_A-E_B=3\cdot\frac{4kQ^2}{R}=\frac{12kQ^2}{R}$.

Alternativa correta: B.

Q39

Eletrodinâmica — Lei de Ohm

Um estudante testa cinco dispositivos elétricos em laboratório. Ele varia uma ddp, $V$, aplicada ao dispositivo, e mede a corrente elétrica, $I$, correspondente, que circula através do dispositivo. Em seguida, ele faz um gráfico para cada dispositivo de $I$ versus $V$. Os gráficos são apresentados abaixo, para cada dispositivo. Eles são denotados por dispositivo 1, D1, dispositivo 2, D2, e assim por diante, até o dispositivo 5.

Cinco gráficos de corrente elétrica em função da tensão para os dispositivos D1 a D5

Qual dispositivo obedece à lei de Ohm e também tem o mais elevado valor da resistência elétrica?

A)D2

B)D4

C)D1

D)D3

E)D5

Gabarito

C

Resolução

Para um resistor ôhmico, o gráfico $I\times V$ é uma reta que passa pela origem. Como $I=V/R$, o coeficiente angular é $1/R$; portanto, quanto menor a inclinação, maior a resistência.

Entre os dispositivos ôhmicos, D1 apresenta a menor inclinação. Logo, possui a maior resistência.

Alternativa correta: C.

Q40

Magnetismo — Campo Magnético em Solenoide

Solenoides são dispositivos geradores de campos magnéticos que podem ser utilizados em diversas aplicações em medicina, como, por exemplo, no tratamento de contusões e na aceleração de processos de cicatrização. Em um solenoide, um fio condutor é enrolado na forma de espiras circulares concêntricas. Um longo solenoide gera um campo magnético de módulo $3{,}000\times10^{-3}\text{ T}$ em seu interior, quando uma corrente elétrica de $0{,}5000\text{ A}$ percorre suas espiras.

Representação esquemática de um solenoide longo

Qual é a densidade de espiras desse solenoide? Dado: para efeito de cálculo, considere que o solenoide se encontra no vácuo, cuja permeabilidade magnética é $\mu_0=4\pi\times10^{-7}\text{ N/A}^2$. Utilize $\pi=3{,}000$.

A)7000 espiras por metro

B)5000 espiras por metro

C)3000 espiras por metro

D)1000 espiras por metro

E)9000 espiras por metro

Gabarito

B

Resolução

Para um solenoide longo, $B=\mu_0 n I$.

$n=\frac{B}{\mu_0 I}=\frac{3{,}0\times10^{-3}}{(4\cdot3\times10^{-7})(0{,}5)}$.

$n=\frac{3{,}0\times10^{-3}}{6\times10^{-7}}=5{,}0\times10^3\text{ m}^{-1}$.

Logo, são 5000 espiras por metro. Alternativa B.