Prova FAG 2025.2 — Física com Gabarito e Resolução

Q23

Eletromagnetismo — Magnetismo — Propriedades dos ímãs

Considere as seguintes afirmações.

I. Quando se coloca um ímã em contato com limalha (fragmentos) de ferro, estes não aderem a ele em toda a sua extensão, mas predominantemente nas regiões próximas das extremidades.

II. Cortando-se um ímã em duas partes iguais, que por sua vez podem ser redivididas em outras tantas, observa-se que cada uma dessas partes constitui um novo ímã, que embora menor tem sempre dois polos.

III. Polos de mesmo nome se atraem e de nomes diferentes se repelem.

Com relação às afirmações, podemos dizer que:

A)apenas I é correta.

B)apenas I e II são corretas.

C)apenas I e III são corretas.

D)apenas II e III são corretas.

E)todas são corretas.

Gabarito resolvido pelo autor — Vestibular de Medicina FAG 2025.2 — Q23

Resolução

Vamos julgar cada afirmação.

I. Verdadeira. As linhas de campo se concentram nas extremidades do ímã, que são os polos, e é ali que a limalha adere com mais intensidade.

II. Verdadeira. Os polos magnéticos são inseparáveis: ao dividir um ímã, cada pedaço continua com um polo norte e um polo sul, e por isso é impossível obter um monopolo magnético por esse caminho.

III. Falsa. A regra é a oposta: polos de mesmo nome se repelem e polos de nomes diferentes se atraem.

Portanto, só as duas primeiras afirmações estão corretas.

Q24

Mecânica — Dinâmica — Força resultante via equação de Torricelli

Considere um objeto cúbico, de massa $1\text{ kg}$, que repousa sobre uma mesa horizontal sem atrito. Pela ação de uma força constante, o objeto sai do repouso e atinge uma velocidade de $3\text{ m/s}$, em módulo, após se deslocar por uma distância de $1{,}5\text{ m}$. O módulo da força resultante atuando no objeto, em N, é

A)4,5.

B)2.

C)3.

D)1,5.

E)5,5.

Gabarito resolvido pelo autor — Vestibular de Medicina FAG 2025.2 — Q24

Resolução

Como o enunciado dá o deslocamento e não o tempo, usamos a equação de Torricelli, com partida do repouso:

$$v^2=v_0^2+2\,a\,\Delta s\;\Rightarrow\;3^2=0+2\,a\,(1{,}5)\;\Rightarrow\;a={3}\text{ m/s}^2$$

Pela segunda lei de Newton, em uma mesa sem atrito, a força constante é a própria resultante:

$$F_R=m\,a=1\cdot3={3}\text{ N}$$

Q25

Ondas — Ondulatória — Comprimento de onda, frequência e amplitude a partir do gráfico

O gráfico abaixo apresenta a forma de uma corda, em um determinado instante, por onde se propaga uma onda cuja velocidade de propagação é $12\text{ cm/s}$.

Quadriculado de 1 cm por 1 cm com uma onda senoidal: parte do eixo, sobe até a crista, desce até o vale e sobe de novo, completando um ciclo em 12 quadradinhos na horizontal; a diferença de altura entre crista e vale é de 4 quadradinhos.

O comprimento de onda, a frequência e a amplitude da onda valem, respectivamente,

A)$12\text{ cm}$ – $1{,}0\text{ Hz}$ – $2{,}0\text{ cm}$

B)$12\text{ cm}$ – $2{,}0\text{ Hz}$ – $4{,}0\text{ cm}$

C)$24\text{ cm}$ – $4{,}0\text{ Hz}$ – $2{,}0\text{ cm}$

D)$24\text{ cm}$ – $4{,}0\text{ Hz}$ – $4{,}0\text{ cm}$

E)$12\text{ cm}$ – $3{,}0\text{ Hz}$ – $6{,}0\text{ cm}$

Gabarito resolvido pelo autor — Vestibular de Medicina FAG 2025.2 — Q25

Resolução

O quadriculado tem $1\text{ cm}$ de lado. Na horizontal, um ciclo completo da onda ocupa $12$ quadradinhos, então $\lambda=12\text{ cm}$.

Na vertical, a distância entre a crista e o vale é de $4\text{ cm}$. A amplitude é medida do eixo de equilíbrio até a crista, ou seja, metade dessa distância: $A=2{,}0\text{ cm}$.

A frequência vem da equação fundamental da ondulatória:

$$v=\lambda\,f\;\Rightarrow\;f=\frac{v}{\lambda}=\frac{12}{12}={1{,}0}\text{ Hz}$$

Q26

Mecânica — Impulso e quantidade de movimento — Força média em colchão de ar

A possibilidade de diminuir o módulo da força que atua sobre um objeto até ele parar, aumentando-se o tempo de atuação da força, tem muitas aplicações práticas como, por exemplo, o uso de “air-bags” em automóveis ou, nas competições de salto em altura, o uso de colchões para aparar a queda dos atletas. Um atleta cai sobre um colchão de ar, recebendo um impulso de $600\text{ N}\cdot\text{s}$. Qual é a força média $F$ que atua sobre esse atleta e qual é a variação da quantidade de movimento $\Delta Q$ do atleta, respectivamente, nas seguintes situações: (i) se ele para $0{,}5\text{ s}$ após o impacto inicial, e (ii) se ele para $0{,}1\text{ s}$ após o impacto inicial?

A)(i) $F=1200\text{ N}$ e $\Delta Q=600\text{ N}\cdot\text{s}$; (ii) $F=6000\text{ N}$ e $\Delta Q=3000\text{ N}\cdot\text{s}$.

B)(i) $F=300\text{ N}$ e $\Delta Q=3000\text{ N}\cdot\text{s}$; (ii) $F=60\text{ N}$ e $\Delta Q=600\text{ N}\cdot\text{s}$.

C)(i) $F=300\text{ N}$ e $\Delta Q=600\text{ N}\cdot\text{s}$; (ii) $F=60\text{ N}$ e $\Delta Q=600\text{ N}\cdot\text{s}$.

D)(i) $F=300\text{ N}$ e $\Delta Q=600\text{ N}\cdot\text{s}$; (ii) $F=60\text{ N}$ e $\Delta Q=120\text{ N}\cdot\text{s}$.

E)(i) $F=1200\text{ N}$ e $\Delta Q=600\text{ N}\cdot\text{s}$; (ii) $F=6000\text{ N}$ e $\Delta Q=600\text{ N}\cdot\text{s}$.

Gabarito resolvido pelo autor — Vestibular de Medicina FAG 2025.2 — Q26

Resolução

Pelo teorema do impulso, o impulso recebido é igual à variação da quantidade de movimento. Como o atleta para por completo em ambos os casos, o impulso é o mesmo: $\Delta Q=600\text{ N}\cdot\text{s}$, nas duas situações.

A força média depende do tempo de atuação, pois $I=F_m\,\Delta t$:

$$\text{(i)}\;F_m=\frac{600}{0{,}5}={1200}\text{ N}\qquad\text{(ii)}\;F_m=\frac{600}{0{,}1}={6000}\text{ N}$$

Note que, ao reduzir o tempo de parada, a força média cresce na mesma proporção. É exatamente esse o princípio do colchão e do air-bag, que alongam o tempo para diminuir a força.

Q27

Mecânica — Cinemática — Movimento circular: voltas por segundo da roda

Uma bicicleta é um aparelho mecânico que serve para transporte pessoal e cujo “motor” são as pernas do ciclista, que aplicam forças sobre os pedais, fazendo com que discos acoplados aos pedais girem e, por meio de uma corrente, transmitam o movimento circular às rodas. A força de atrito entre as superfícies do solo e da roda permitem que a bicicleta se desloque. Considerando que um ciclista que se desloca com velocidade constante percorre $628\text{ m}$ em $100\text{ s}$ em uma bicicleta cujas rodas têm $600\text{ mm}$ de diâmetro, é possível afirmar que as rodas dessa bicicleta executam um número de voltas por segundo aproximado de: (considere $\pi=3{,}14$)

A)6,6

B)9,9

C)15

D)3,3

E)7

Gabarito resolvido pelo autor — Vestibular de Medicina FAG 2025.2 — Q27

Resolução

A velocidade da bicicleta é $v=\dfrac{628}{100}={6{,}28}\text{ m/s}$. Sem deslizamento, a cada volta a roda avança o equivalente ao seu perímetro. Com $D=600\text{ mm}=0{,}6\text{ m}$:

$$C=\pi D=3{,}14\cdot0{,}6={1{,}884}\text{ m}$$

O número de voltas por segundo é a razão entre a velocidade e o perímetro:

$$f=\frac{v}{C}=\frac{6{,}28}{1{,}884}\approx3{,}3\text{ voltas/s}$$

Q28

Mecânica — Cinemática — Moto em MRUV alcançando um treminhão em MRU

Um bitrem, também chamado de treminhão, é comum nas zonas rurais do Brasil. Eles são enormes caminhões com três carretas e seu comprimento beira os vinte metros. Um deles, irregular, com $22{,}5\text{ m}$ de comprimento, trafega carregado por uma rodovia e passa por um posto rodoviário com velocidade constante de $20\text{ m/s}$. O policial, que está sobre uma motocicleta assimilável a um ponto material, decide abordar o treminhão quando o ponto extremo traseiro deste está a uma distância de $42\text{ m}$. Acelera então constantemente com módulo $1{,}0\text{ m/s}^2$. Alcança o ponto extremo traseiro e prossegue com a mesma aceleração constante até o ponto extremo dianteiro para dar sinal ao motorista. Pode-se afirmar corretamente que o módulo aproximado da velocidade da motocicleta, em km/h, no momento em que o policial dá sinal ao motorista vale:

A)100

B)120

C)135

D)150

E)155

Gabarito resolvido pelo autor — Vestibular de Medicina FAG 2025.2 — Q28

Resolução

Vamos adotar a origem na moto e admitir, como o enunciado sugere, que ela parte do repouso no instante em que decide abordar o caminhão. Nesse instante, a traseira do caminhão está em $42\text{ m}$ e a dianteira, em $42+22{,}5=64{,}5\text{ m}$.

O policial dá o sinal quando a moto alcança a dianteira. As posições são:

$$s_{moto}=\frac{1}{2}\,(1{,}0)\,t^2,\qquad s_{dianteira}=64{,}5+20\,t$$

Igualando:

$$0{,}5\,t^2=64{,}5+20\,t\;\Rightarrow\;t^2-40\,t-129=0$$

$$t=\frac{40\pm\sqrt{1600+516}}{2}=\frac{40\pm46}{2}\;\Rightarrow\;t={43}\text{ s}$$

A velocidade da moto nesse instante é $v=a\,t=1{,}0\cdot43={43}\text{ m/s}$. Multiplicando por $3{,}6$ para converter em km/h:

$$v=43\cdot3{,}6\approx155\text{ km/h}$$

Q29

Mecânica — Hidrostática — Manômetro de reservatório com tubos de diâmetros diferentes

Um manômetro de reservatório é composto por dois tubos verticais comunicantes pelas respectivas bases e abertos em suas extremidades. Esse conjunto é preenchido parcialmente por um fluido e, como o dispositivo encontra-se no ar à pressão atmosférica padrão, o nível de fluido nos dois tubos é o mesmo. Em um dado momento, no tubo à esquerda, é adicionada uma pressão manométrica equivalente a $12\text{ mm}$ de coluna de água. Considerando que não haja vazamento no manômetro, a ascensão de fluido no tubo à direita, em mm, é igual a:

Dados: diâmetro do tubo à esquerda: $20\text{ mm}$; diâmetro do tubo à direita: $10\text{ mm}$; e densidade do fluido: $1{,}2$.

A)20

B)40

C)8

D)4

E)10

Gabarito resolvido pelo autor — Vestibular de Medicina FAG 2025.2 — Q29

Resolução

Seja $y$ a subida no tubo direito e $x$ a descida no tubo esquerdo. Como não há vazamento, o volume que sai de um tubo entra no outro. As áreas são proporcionais ao quadrado dos diâmetros: $A_E/A_D=(20/10)^2=4$.

$$A_E\,x=A_D\,y\;\Rightarrow\;x=\frac{y}{4}$$

O desnível entre as superfícies livres é $x+y=1{,}25\,y$. Pela lei de Stevin, a pressão manométrica adicionada equilibra a coluna desse desnível de fluido, de densidade relativa $1{,}2$. Uma pressão de $12\text{ mm}$ de coluna de água corresponde, em unidades de coluna de água, a:

$$1{,}2\cdot(1{,}25\,y)=12\;\Rightarrow\;1{,}5\,y=12\;\Rightarrow\;y={8}\text{ mm}$$

FAG 2025.2 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Dados da prova