Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED

Souza Marques | 2012 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Vestibular · Física · Q21 a Q30 · 10 questões.

Dados da prova

Fundação Técnico-Educacional Souza Marques · Medicina · 2012

Enunciados, alternativas, dados e referências transcritos integralmente do caderno. Grafias e inconsistências originais são mantidas; as explicações do Método TEF aparecem separadamente.

Fonte: SM-RJ 2012.pdf. Páginas do PDF: 4, 5, 6.

Gabarito: SM-RJ 2012_gab.pdf. Caderno tipo 01; gabarito oficial tipo 01 visualmente conferido. Coordenadas de figuras em pixels, renderização 2x.

Q21
Mecânica — Estática — Equilíbrio de forças e momentos

Uma haste homogênea articulada em seu extremo inferior por meio de uma dobradiça tem sua extremidade superior apoiada em uma parede vertical lisa. Nessa situação, a haste encontra-se em repouso e o ângulo entre ela e o plano horizontal é 45º, como indica a figura. O segmento de reta orientado que melhor representa a força que a dobradiça exerce na extremidade inferior da haste é

Haste a 45 graus articulada na base e apoiada em parede vertical.
A)
Vetor força da alternativa A
B)
Vetor força da alternativa B
C)
Vetor força da alternativa C
D)
Vetor força da alternativa D
E)
Vetor força da alternativa E

Gabarito oficial

B
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

A parede lisa exerce uma força horizontal sobre a extremidade superior. Tomando momentos na dobradiça, $N L\sin45^{\circ}=P(L/2)\cos45^{\circ}$, logo $N=P/2$. A dobradiça exerce componente vertical $P$ para cima e horizontal $P/2$ para a esquerda. Sua direção forma $\arctan2\simeq63{,}4^{\circ}$ acima da horizontal para a esquerda, como em B.

Q22
Mecânica — Dinâmica — Movimento em pista circular

Uma esfera de aço de dimensões desprezíveis é abandonada na extremidade A de um trilho ABCD cujo trecho BCD é circular de raio R e centro em O, como mostra a figura. A extremidade A encontra-se a uma altura 2R acima do plano horizontal que contém o ponto B e o ponto C encontra-se a uma altura R acima desse mesmo plano. Considere todos os atritos desprezíveis. Marque a única afirmativa verdadeira:

Trilho ABCD com arco circular de raio R e alturas R e 2R.
A)a esfera só perderá o contato com o trilho quando atingir o ponto D.
B)quando a esfera estiver no ponto C, a resultante das forças que atuam sobre ela forma um ângulo de 45º com a horizontal.
C)a energia cinética da esfera no instante em que ela passa pelo ponto B é quatro vezes a sua energia cinética quando passa pelo ponto C.
D)mesmo perdendo o contato com o trilho circular, a altura máxima atingida pela esfera é igual à sua altura inicial, isto é, a altura do ponto A.
E)a altura máxima atingida pela esfera, depois que ela perde o contato com o trilho circular, não depende de sua massa.

Gabarito oficial

E
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

As equações de energia e de dinâmica radial permitem cancelar a massa. Portanto, a posição em que o contato é perdido, a velocidade nesse ponto e a altura máxima posterior são independentes da massa. A energia cinética em B é $2mgR$ e em C é $mgR$, razão 2, não 4; em C a resultante reúne componentes horizontal $2mg$ e vertical $mg$, sem formar 45°.

Q23
Termologia — Gases ideais — Equação de Clapeyron

Um cilindro de paredes rígidas contém inicialmente n moles de um gás ideal em equilíbrio térmico a temperatura ambiente. Nessa situação, verifica-se que a pressão no interior do cilindro é P. Adiciona-se ao cilindro uma quantidade extra de gás até que, restabelecido o equilíbrio térmico, a pressão em seu interior seja 4P e o sistema continue à temperatura ambiente. Podemos afirmar que o número de moles de gás adicionado ao cilindro nesse processo foi:

A)2n
B)3n
C)4n
D)5n
E)8n

Gabarito oficial

B
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

Com temperatura e volume constantes, a equação $PV=nRT$ mostra que a pressão é proporcional ao número de moles. Ao quadruplicar a pressão, o total passa a $4n$, de modo que foram adicionados $4n-n=3n$ moles.

Q24
Mecânica — Dinâmica — Leis de Newton

Uma esfera de dimensões desprezíveis é abandonada a partir do repouso de um ponto P da superfície de um hemisfério de centro em C que está emborcado, como ilustra a figura. Após deslizar sobre a superfície do hemisfério, a esfera perde o contato com ele no ponto Q, também indicado na figura. Suponha desprezíveis todos os atritos. Assinale a alternativa que indica o segmento de reta orientado que melhor representa a resultante das forças que atuam sobre a esfera imediatamente após ela perder o contato com o hemisfério.

Esfera deslizando sobre hemisfério e perdendo contato no ponto Q.
A)
Vetor resultante da alternativa A
B)
Vetor resultante da alternativa B
C)
Vetor resultante da alternativa C
D)
Vetor resultante da alternativa D
E)
Vetor resultante da alternativa E

Gabarito oficial

B
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

Imediatamente após perder o contato, a força normal deixa de existir. Como todos os atritos foram desprezados, atua somente o peso, vertical para baixo. Essa é a direção representada em B.

Q25
Eletricidade — Eletrostática — Campo elétrico de cargas

Duas cargas puntiformes, Q e Q’, estão fixas e separadas por uma distância d, como mostra a figura.

Verifica-se que é nula a intensidade do campo elétrico em um ponto alinhado com as cargas e distante $\frac d3$ da carga Q e $\frac{2d}3$ da carga Q’. Pode-se, assim, concluir que:

Cargas Q e Q’ separadas pela distância d.
A)$Q\prime=4Q$
B)$Q\prime=-4Q$
C)$Q\prime=3Q$
D)$Q\prime=-3Q$
E)$Q\prime=2Q$

Gabarito oficial

A
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

O ponto de campo nulo fica entre as cargas, portanto elas têm o mesmo sinal. Igualando os módulos dos campos, $k|Q|/(d/3)^2=k|Q\prime|/(2d/3)^2$. Segue que $|Q\prime|=4|Q|$ e, com os sinais iguais, $Q\prime=4Q$.

Q26
Óptica — Espelhos esféricos — Aumento linear

Uma vela é colocada a 5cm do foco principal de um espelho côncavo de distância focal igual a 20cm, perpendicularmente a seu eixo principal. Quando a vela está entre o foco e o vértice, o tamanho da imagem da vela conjugada pelo espelho é h. Quando, no entanto, a vela está entre o foco e o centro, o tamanho da imagem conjugada é h’. A razão h’/ h é igual a

A)4
B)2
C)1
D)1/2
E)1/4

Gabarito oficial

C
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

As posições do objeto são $p=15\,\mathrm{cm}$ e $p=25\,\mathrm{cm}$. O módulo do aumento é $|A|=|f/(f-p)|$, valendo $20/5=4$ nos dois casos. Logo, $h\prime/h=1$.

Q27
Mecânica — Dinâmica — Leis de Newton

Um pequeno bloco se move sobre a superfície inclinada de uma rampa sem nunca perder o contato com ela. Não há atrito entre o bloco e a superfície da rampa e, além de seu peso e da reação normal da rampa sobre o bloco, atua sobre ele uma força $\vec F$ vertical e apontando para cima como indica a figura. Nela, também estão indicadas as dimensões relevantes.

Supondo que o módulo de $\vec F$ seja metade do módulo do peso do bloco e considerando g=10m/s², o módulo da aceleração do bloco vale:

Bloco na rampa de lados 3, 4 e 5 m e força vertical para cima.
A)1m/s²
B)2m/s²
C)3m/s²
D)4m/s²
E)5m/s²

Gabarito oficial

C
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

As forças verticais peso e força aplicada têm resultante vertical para baixo de módulo $mg/2$. Sua componente ao longo da rampa é $(mg/2)\sin\theta$, com $\sin\theta=3/5$. Logo, $a=(g/2)(3/5)=3\,\mathrm{m/s^2}$.

Q28
Mecânica — Hidrostática — Empuxo

Uma esfera sólida homogênea é mantida, em equilíbrio hidrostático, totalmente submersa na água contida em um recipiente por meio de um fio ideal que está preso ao fundo do recipiente e à parte inferior da esfera, como ilustra a figura a. Seja P o módulo do peso da esfera e T o módulo da tensão no fio. Rompe-se o fio. Restabelecido o equilíbrio hidrostático, a esfera permanece na posição indicada na figura b com um terço de seu volume submerso. Podemos afirmar que a razão T / P entre o módulo da tensão no fio antes de seu rompimento e o módulo do peso da esfera é:

Esfera presa totalmente submersa e esfera flutuando após romper o fio.
A)3
B)2
C)1
D)1/2
E)1/3

Gabarito oficial

B
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

Na flutuação final, $P=\rho_a gV/3$. Totalmente imersa, a esfera recebe empuxo $E=\rho_agV=3P$. Antes do rompimento, o equilíbrio exige $E=P+T$, portanto $T=2P$ e $T/P=2$.

Q29
Eletricidade — Circuitos elétricos — Lâmpadas e reostato

Dispõem-se de cinco lâmpadas idênticas de 12W – 6V e de uma fonte de tensão que mantém em seus terminais 12V sob quaisquer condições. Com auxílio de um reostato é possível ligar as lâmpadas a essa fonte de tensão de modo que elas funcionem de acordo com suas especificações, como ilustra o esquema mostrado na figura. O valor para o qual deve ser ajustado a resistência do reostato depende do número de lâmpadas que se deseja acender. Para que sejam acesas 4 lâmpadas, o valor da resistência do reostado deve ser ajustado para

Fonte de 12 V, reostato e lâmpadas em paralelo.
A)$3\,\Omega$
B)$1{,}5\,\Omega$
C)$1\,\Omega$
D)$0{,}75\,\Omega$
E)$0{,}60\,\Omega$

Gabarito oficial

D
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

Cada lâmpada precisa de $I=P/U=12/6=2\,\mathrm A$. Quatro lâmpadas em paralelo consomem 8 A e precisam de 6 V. O reostato deve receber os outros 6 V, logo $R=6/8=0{,}75\,\Omega$.

Q30
Mecânica — Cinemática — Movimento relativo

A figura representa os gráficos velocidade – tempo de duas partículas, (1) e (2), que se movem na mesma trajetória. No instante t = 0 elas estão separadas por 94m, uma se aproximando da outra. Nesse caso, no instante t = 12s elas estão:

Velocidades das partículas 1 e 2 em função do tempo.
A)separadas por 38m, uma ainda se aproximando da outra.
B)separadas por 38m, uma já se afastando da outra.
C)separadas por 12m, uma ainda se aproximando da outra.
D)separadas por 12m, uma já se afastando da outra.
E)se cruzando.

Gabarito oficial

B
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

A primeira partícula percorre $8\cdot12=96\,\mathrm m$. A segunda percorre no sentido oposto $12\cdot6/2=36\,\mathrm m$. A aproximação total seria 132 m, maior que a separação inicial de 94 m; elas já se cruzaram e estão separadas por $132-94=38\,\mathrm m$, afastando-se.