FAG 2015.1 — Questões de Física comentadas — Método TEF
Centro Universitário FAG
Vestibular de Medicina 2015.1 (prova de 18/10/14) · 7 questões de Física com gabarito definitivo e resolução comentada.
Dados da prova
Centro Universitário FAG
Vestibular de Medicina 2015.1 · ingresso 2015.1
Prova aplicada em 18/10/14
Física: questões 23 a 29
Gabarito definitivo da prova objetiva (Medicina)
Q23
Mecânica — Quantidade de movimento — Conservação no lançamento de uma bola por um patinador
Um patinador de massa $m_2=80\text{ kg}$, em repouso, atira uma bola de massa $m=2{,}0\text{ kg}$ para frente com energia cinética de $100\text{ J}$. Imediatamente após o lançamento, qual a velocidade do patinador em m/s? (Despreze o atrito entre as rodas do patins e o solo)
A)1,25
B)0,50
C)0,75
D)1,00
E)0,25
Gabarito definitivo — Vestibular de Medicina FAG 2015.1 — Q23
E
Resolução
Primeiro, a velocidade da bola vem da energia cinética:
Sem atrito horizontal, não há força externa na direção do lançamento, então a quantidade de movimento do sistema se conserva. Como tudo estava em repouso, o total antes e depois é zero, e o patinador recua com sinal oposto ao da bola:
Termologia — Termodinâmica — Rendimento de uma máquina térmica a partir dos calores trocados
A cada ciclo, uma máquina térmica extrai $45\text{ kJ}$ de calor da sua fonte quente e descarrega $36\text{ kJ}$ de calor na sua fonte fria. O rendimento máximo que essa máquina pode ter é de:
A)75%.
B)25%.
C)20%.
D)80%.
E)100%.
Gabarito definitivo — Vestibular de Medicina FAG 2015.1 — Q24
C
Resolução
Pela conservação de energia em cada ciclo, o trabalho realizado é a diferença entre o calor retirado da fonte quente e o calor rejeitado à fonte fria:
$$W=Q_q-Q_f=45-36={9}\text{ kJ}$$
O rendimento é a razão entre o trabalho útil e o calor retirado da fonte quente:
$$\eta=\frac{W}{Q_q}=\frac{9}{45}={0{,}20}=20\%$$
Q25
Termologia — Calorimetria — Equilíbrio térmico de duas massas de água
Considere um sistema constituído de dois volumes de água, um de $400$ litros à temperatura de $20\,^\circ\text{C}$ e o outro de $100$ litros à $70\,^\circ\text{C}$. Sabendo-se que o sistema está isolado da vizinhança, a temperatura de equilíbrio é, em graus Celsius, igual a:
A)20
B)60
C)45
D)30
E)80
Gabarito definitivo — Vestibular de Medicina FAG 2015.1 — Q25
D
Resolução
No sistema isolado, o calor cedido pela água quente é igual ao absorvido pela água fria. Como o líquido é o mesmo, o calor específico se cancela e a massa de cada porção é proporcional ao seu volume (a densidade da água é a mesma):
O resultado ficou mais próximo de $20\,^\circ\text{C}$, o que faz sentido, pois a massa de água fria é quatro vezes maior.
Q26
Termologia — Termodinâmica — Variação de entropia na fusão reversível do gelo
Um bloco de gelo de massa $136{,}5\text{ g}$ funde-se reversivelmente à temperatura de $0\,^\circ\text{C}$. Sabendo-se que o calor latente de fusão do gelo é $333\text{ kJ/kg}$, a variação da entropia do bloco de gelo, em J/K, é:
A)166,5
B)zero
C)273,0
D)122,5
E)135,5
Gabarito definitivo — Vestibular de Medicina FAG 2015.1 — Q26
A
Resolução
Em uma transformação reversível e isotérmica, a variação de entropia é $\Delta S=\dfrac{Q}{T}$, com $T$ em kelvin: $T=0+273=273\text{ K}$.
O calor absorvido na fusão do bloco, com $m=136{,}5\text{ g}=0{,}1365\text{ kg}$, é:
O sinal positivo é coerente: o gelo absorve calor e a desordem molecular aumenta ao passar para o estado líquido.
Q27
Eletricidade — Eletrostática — Força entre esferas após transferência de elétrons
Duas pequenas esferas estão, inicialmente, neutras eletricamente. De uma das esferas são retirados $5{,}0\times10^{14}$ elétrons que são transferidos para a outra esfera. Após essa operação, as duas esferas são afastadas de $8{,}0\text{ cm}$, no vácuo. Dados: carga elementar $e=1{,}6\times10^{-19}\text{ C}$; constante eletrostática no vácuo $k_0=9{,}0\times10^{9}\text{ N}\cdot\text{m}^2/\text{C}^2$.
A força de interação elétrica entre as esferas será de:
A)atração e intensidade $7{,}2\times10^{5}\text{ N}$.
B)atração e intensidade $9{,}0\times10^{3}\text{ N}$.
C)atração e intensidade $6{,}4\times10^{3}\text{ N}$.
D)repulsão e intensidade $7{,}2\times10^{3}\text{ N}$.
E)repulsão e intensidade $9{,}0\times10^{3}\text{ N}$.
Gabarito definitivo — Vestibular de Medicina FAG 2015.1 — Q27
Uma esfera perdeu elétrons e ficou com $+8{,}0\cdot10^{-5}\text{ C}$; a outra ganhou os mesmos elétrons e ficou com $-8{,}0\cdot10^{-5}\text{ C}$. Como as cargas têm sinais opostos, a força é de atração.
Pela lei de Coulomb, com $d=8{,}0\text{ cm}=8{,}0\cdot10^{-2}\text{ m}$:
Eletricidade — Capacitores — Três capacitores de placas paralelas em paralelo
Três capacitores, de placas paralelas, estão ligados em paralelo. Cada um deles tem armaduras de área $A$, com espaçamento $d$ entre elas. Assinale a alternativa que contém o valor da distância entre as armaduras, também de área $A$, de um único capacitor, de placas paralelas, equivalente à associação dos três.
A)$d/3$
B)$3d$
C)$\dfrac{3d}{2}$
D)$\dfrac{2d}{3}$
E)$d/5$
Gabarito definitivo — Vestibular de Medicina FAG 2015.1 — Q28
A
Resolução
A capacitância de cada um é $C=\dfrac{\varepsilon\,A}{d}$. Na associação em paralelo, as capacitâncias se somam:
$$C_{eq}=3\,C=\frac{3\,\varepsilon\,A}{d}$$
O capacitor equivalente tem a mesma área $A$ e distância $d'$, com $C_{eq}=\dfrac{\varepsilon\,A}{d'}$. Igualando:
Na figura, o poço tem $5{,}0\text{ m}$ de largura, começando junto ao pé do barranco, e é mais fundo no meio. Portanto, o menino deve cair a $\dfrac{5{,}0}{2}=2{,}5\text{ m}$ do barranco. Na horizontal, o movimento é uniforme:
