Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED

Souza Marques | 2013.1 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Vestibular · Física · Q21 a Q30 · 10 questões.

Dados da prova

Fundação Técnico-Educacional Souza Marques · Medicina · 2013.1

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 2013.1.pdf. Páginas do PDF: 4, 5, 6.

Gabarito: SM-RJ 2013.1_gab.pdf. Caderno tipo 01; gabarito oficial tipo 01 visualmente conferido. Coordenadas de figuras em pixels, renderização 2x.

Q21
Mecânica — Cinemática — Movimento uniformemente variado

Um coelho encontra-se a 6 m de sua toca quando percebe a presença de um predador a 2 m dele, do lado oposto ao da toca. Eles partem simultaneamente do repouso, uniformemente acelerados, o coelho fugindo e o predador o perseguindo, ambos em linha reta em direção à toca. Suponha que a aceleração do predador seja tal que ele chegará à toca com uma velocidade de 8 m/s. Nesse caso, para não ser alcançado, é suficiente que a aceleração do coelho, seja superior a:

A)1 m/s².
B)1,5 m/s².
C)2 m/s².
D)2,5 m/s².
E)3 m/s².

Gabarito oficial

E
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

O predador percorre $8\,\mathrm m$ partindo do repouso e chegando com 8 m/s: sua velocidade média é 4 m/s e o tempo é 2 s. Para o coelho percorrer 6 m em menos de 2 s, $6=at^2/2$ exige $a>3\,\mathrm{m/s^2}$. Como as trajetórias e acelerações são constantes desde o repouso, essa condição também impede o alcance anterior.

Q22
Mecânica — Cinemática — Movimento circular

A figura representa um disco rígido vertical que gira com velocidade angular constante em torno do eixo horizontal que passa pelo seu centro. As velocidades lineares dos pontos A e B são 5m/s e 25m/s, respectivamente. Sendo 40cm a distância entre eles, a frequência de rotação do disco é:

Disco rígido girando com pontos A e B alinhados em um raio.
A)$\frac{25}{\pi}\,\mathrm{rps}$
B)$\frac5{\pi}\,\mathrm{rps}$
C)$\pi\,\mathrm{rps}$
D)$5\pi\,\mathrm{rps}$
E)$25\pi\,\mathrm{rps}$

Gabarito oficial

A
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

Em uma rotação rígida, $v=\omega r$. Para os pontos alinhados radialmente, $25-5=\omega\cdot0{,}40$, resultando em $\omega=50\,\mathrm{rad/s}$. Assim, $f=\omega/(2\pi)=25/\pi\,\mathrm{rps}$.

Q23
Mecânica — Dinâmica — Aceleração centrípeta

Uma bola de gude é abandonada na borda de um hemisfério oco e passa a deslizar em seu interior com atrito desprezível, como ilustra a figura a seguir. Considere o raio da bola de gude desprezível quando comparado ao do hemisfério. Sendo g a aceleração local da gravidade, o módulo da aceleração da bola no ponto mais baixo de sua trajetória será:

Bola de gude deslizando da borda até o fundo do hemisfério.
A)3,0g.
B)2,5g.
C)2,0g.
D)1,5g.
E)1,0g.

Gabarito oficial

C
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

A queda da borda até o fundo tem altura igual ao raio $R$. Pela conservação de energia, $mgR=mv^2/2$, logo $v^2=2gR$. No ponto mais baixo a aceleração tangencial é nula, e a aceleração centrípeta vale $v^2/R=2g$.

Q24
Mecânica — Energia — Conservação da energia

Três pequenas esferas são lançadas do solo com velocidades de módulos iguais. A esfera (I) sobe verticalmente, a esfera (II) sobe uma rampa inclinada $\theta$ em relação a horizontal e a esfera (III) é lançada obliquamente, com ângulo de tiro também igual a $\theta$, como mostra a figura a seguir. Sejam $H_1$, $H_2$ e $H_3$ as alturas máximas atingidas, respectivamente, pelas esferas (I), (II) e (III). Se forem desprezíveis os atritos, essas alturas máximas serão tais que

Lançamentos vertical, ao longo de rampa e oblíquo com mesmo ângulo θ.
A)$H_1>H_2>H_3$.
B)$H_1>H_2=H_3$.
C)$H_1=H_2=H_3$.
D)$H_1=H_2>H_3$.
E)$H_1

Gabarito oficial

D
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

Nos casos I e II, toda a energia cinética inicial pode converter-se em energia potencial gravitacional: $H_1=H_2=v_0^2/(2g)$. No lançamento oblíquo, apenas a componente vertical desaparece no ponto mais alto, e $H_3=v_0^2\sin^2\theta/(2g)$. Portanto, $H_1=H_2>H_3$.

Q25
Eletricidade — Circuitos elétricos — Potência de lâmpadas

No circuito esquematizado na figura a seguir, o voltímetro (ideal) indica 18 V, quer a chave C esteja aberta ou fechada. As três lâmpadas são idênticas, de 24 W – 12 V cada uma. Para que as lâmpadas funcionem de acordo com suas especificações quando a chave for fechada, a resistência R do resistor deve valer

Circuito com voltímetro, resistor, chave C e três lâmpadas em paralelo.
A)$1\,\Omega$.
B)$2\,\Omega$.
C)$3\,\Omega$.
D)$4\,\Omega$.
E)$5\,\Omega$.

Gabarito oficial

A
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

Cada lâmpada exige corrente de $24/12=2\,\mathrm A$. As três em paralelo precisam de 6 A, com 12 V em seus terminais. Como a fonte mantém 18 V, o resistor recebe 6 V: $R=6/6=1\,\Omega$.

Q26
Mecânica — Estática — Equilíbrio de corpo extenso

Uma barra AB, homogênea e de seção uniforme, encontra-se em repouso, apoiada sem atrito numa quina e com a extremidade A encostada numa parede vertical, como indicado na figura a seguir. Dados os segmentos orientados na figura, aquele que pode representar a força exercida pela parede vertical sobre a extremidade A da barra é o segmento:

Barra AB em parede e quina, com cinco direções orientadas I a V.
A)I.
B)II.
C)III.
D)IV.
E)V.

Gabarito oficial

D
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

Atuam na barra seu peso, a reação da quina e a força da parede. Como não há atrito na quina, sua reação é perpendicular à barra. Para o equilíbrio de um corpo sob três forças não paralelas, as respectivas linhas de ação devem ser concorrentes. Traçando a vertical pelo ponto médio da barra e a perpendicular pela quina, a reta que une a interseção à extremidade A tem a direção IV.

Q27
Mecânica — Quantidade de movimento — Centro de massa

A figura a seguir mostra um carrinho de 3 kg, cujas rodas são de rolimã, em repouso sobre trilhos retilíneos e horizontais. Sobre o piso horizontal do carrinho encontra-se, em repouso, um bloco de 5 kg, havendo uma mola comprimida entre ele e a extremidade do carrinho que possui uma saliência vertical. A massa dessa mola é desprezível e ela não está presa nem ao bloco nem ao carrinho. No entanto, um calço impede a expansão da mola. A face do bloco que está em contato com a mola encontra-se inicialmente a 1,60 m da outra extremidade do carrinho. Retira-se o calço, permitindo-se a expansão da mola. Considerando que os atritos entre as rodas de rolimã e o trilho são desprezíveis, a distância percorrida pelo carrinho entre o instante em que o calço é retirado e o instante em que o bloco perde o contato com o próprio carrinho é:

Carrinho com bloco, mola comprimida e distância relativa de 1,60 m.
A)0,60 m.
B)0,80 m.
C)1,00 m.
D)1,20 m.
E)1,40 m.

Gabarito oficial

C
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

Não há força externa horizontal resultante, portanto o centro de massa horizontal permanece fixo. Se o carrinho recua $x$, o bloco avança $1{,}60-x$ em relação ao solo. Assim, $3x=5(1{,}60-x)$, de onde $x=1{,}00\,\mathrm m$.

Q28
Mecânica — Hidrostática — Vasos comunicantes

A figura a seguir representa um tubo em U, aberto em ambos os ramos, que contém três líquidos não miscíveis em equilíbrio hidrostático: (1) de densidade $\mu_1$ = 1,25 g/cm³, (2) de densidade $\mu_2$ = 2 g/cm³ e (3) de densidade $\mu_3$ = 0,75 g/cm³. Tendo-se em conta as distâncias indicadas na figura, a altura h da coluna do líquido (1) é:

Tubo em U com três líquidos e desníveis de 6 e 2 cm.
A)13 cm.
B)12 cm.
C)11 cm.
D)10 cm.
E)9 cm.

Gabarito oficial

B
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

No mesmo nível do líquido 2, as pressões são iguais. A coluna do líquido 1 tem altura $h$ e a coluna do líquido 3 tem altura $h-8\,\mathrm{cm}$. Logo, $1{,}25h=2\cdot6+0{,}75(h-8)$, resultando em $0{,}50h=6$ e $h=12\,\mathrm{cm}$.

Q29
Óptica — Espelhos esféricos — Associação de espelhos

A figura a seguir mostra um espelho côncavo e, diante dele, a 24 cm de seu vértice V, um pequeno espelho plano perpendicular ao eixo principal. Um raio luminoso incidente, paralelo ao eixo principal, reflete-se primeiro no espelho côncavo e, a seguir, no espelho plano, cruzando o eixo principal a 6 cm desse último. O raio de curvatura do espelho côncavo é

Raio refletido sucessivamente nos espelhos côncavo e plano.
A)18 cm.
B)30 cm.
C)36 cm.
D)48 cm.
E)60 cm.

Gabarito oficial

E
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

Sem o espelho plano, o raio refletido no côncavo passaria pelo foco. A reflexão no plano antecipa esse encontro de maneira simétrica em relação ao plano do espelho. Assim, o foco está 6 cm além do pequeno espelho, a $f=24+6=30\,\mathrm{cm}$ do vértice. O raio de curvatura é $R=2f=60\,\mathrm{cm}$.

Q30
Ondulatória — Ondas periódicas — Período e fase

Em uma região de mar aberto, a passagem de ondas provoca o deslocamento vertical de uma boia que se desloca ao longo de uma haste vertical fixada no fundo do mar. Na figura a seguir, a curva cheia representa uma onda no instante t = 0 s, e a linha pontilhada, a mesma onda no instante t = 0,3 s. O período das oscilações verticais da boia é, no máximo:

Perfis cheio e pontilhado da onda e posição da boia.
A)0,25 s
B)0,50 s
C)1,0 s
D)1,5 s
E)2,0 s

Gabarito oficial

C
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

Na figura, o comprimento de onda ocupa dez divisões horizontais e a translação de uma curva à outra é de três divisões. O menor avanço de fase é, portanto, $0{,}3$ ciclo em $0{,}3\,\mathrm s$, dando $T=1{,}0\,\mathrm s$. Avanços com ciclos completos adicionais produzem períodos menores; assim, 1,0 s é o máximo.