Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED

Souza Marques | 2018 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Vestibular · Física · Q21 a Q30 · 10 questões.

Dados da prova

Fundação Técnico-Educacional Souza Marques · Medicina · 2018

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

Fonte: SM20181_CadernoDeProva_Tipo01.pdf. Páginas do PDF: 5, 6, 7.

Gabarito: FTESM-20181-–-Gabarito.pdf. Caderno tipo 1; gabarito oficial correspondente, conferido visualmente; enunciados e alternativas em texto; apenas figuras necessárias recortadas.

Q21
Mecânica — Cinemática — Velocidade média

Uma partícula parte do repouso uniformemente acelerada até atingir uma velocidade escalar $v$. A partir de então, é uniformemente retardada até parar.

Sua velocidade escalar média entre o instante em que partiu do repouso e o instante em que retornou ao repouso foi

A)$\frac{v}{4}$.
B)$\frac{v}{3}$.
C)$\frac{v}{2}$.
D)$\frac{2v}{3}$.
E)$\frac{3v}{4}$.

Gabarito oficial

C
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

A área sob o gráfico velocidade-tempo é a soma de dois triângulos de altura $v$. Se os intervalos de aceleração e frenagem são $t_1$ e $t_2$, o deslocamento é $\Delta s=\frac{v(t_1+t_2)}2$. Portanto, $v_m=\Delta s/(t_1+t_2)=v/2$.

Q22
Termologia — Calorimetria — Mudanças de fase

Um calorímetro de capacidade térmica desprezível contém uma pedra de gelo a 0°C. O monitoramento da temperatura no interior do calorímetro é iniciado no momento em que uma fonte com potência constante passa a lhe fornecer calor. No instante em que acaba a fusão do gelo, introduzem-se 120 g de água a 0°C no calorímetro.

O gráfico a seguir mostra como a temperatura no interior do calorímetro varia com o tempo durante os 25 minutos de monitoramento.

A massa da pedra de gelo inicialmente contida no calorímetro era

Dados: Calor latente de fusão do gelo é 80 cal/g; Calor específico da água (líquida) é 1 cal/g.°C.

Gráfico temperatura versus tempo
A)480 g.
B)360 g.
C)240 g.
D)180 g.
E)120 g.

Gabarito oficial

A
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

Se $P$ é a potência em cal/min e $m$ a massa do gelo em gramas, a fusão fornece $20P=80m$. Nos cinco minutos seguintes, $5P=(m+120)\cdot1\cdot16$. Substituindo $P=4m$, obtemos $20m=16m+1920$, portanto $m=480\,\mathrm g$.

Q23
Eletricidade — Eletrodinâmica — Geradores

No circuito esquematizado a seguir, o amperímetro e o voltímetro são ideais, e o gerador possui resistência interna r.

Com a chave C aberta, o voltímetro indica 12 V. Com a chave C fechada, o amperímetro indica 2 A. É dado a seguir o gráfico cartesiano que representa como a indicação do voltímetro (em volt) varia em função da indicação do amperímetro (em ampère).

Os valores nos eixos cartesianos correspondentes aos pontos em que o gráfico os toca estão corretamente representados em

Circuito e característica do gerador
Circuito e característica do gerador
A)
Gráfico da alternativa A
B)
Gráfico da alternativa B
C)
Gráfico da alternativa C
D)
Gráfico da alternativa D
E)
Gráfico da alternativa E

Gabarito oficial

D
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

Com a chave aberta, a corrente é nula: $\varepsilon=12\,\mathrm V$. Fechada, $U=Ri=5\cdot2=10\,\mathrm V$. Assim, $r=(12-10)/2=1\,\Omega$. A reta $U=12-i$ intercepta os eixos em $12\,\mathrm V$ e $12\,\mathrm A$, como em D.

Q24
Eletricidade — Eletrostática — Força elétrica

No modelo de Bohr para o átomo de hidrogênio, um elétron de massa m e carga elétrica de módulo q descreve um movimento circular uniforme de raio R em torno do núcleo constituído por um único próton. Sendo k a constante eletrostática, o módulo da velocidade do elétron é igual a

A)$\left[\frac{qk}{(mR)}\right]^{\frac12}$.
B)$\left(\frac qR\right)\left[\frac km\right]^{\frac12}$.
C)$q\left[\frac{k}{(mR)}\right]^{\frac12}$.
D)$\left(\frac1R\right)\left[\frac{qk}m\right]^{\frac12}$.
E)$\left(\frac q{R^2}\right)\left[\frac km\right]^{\frac12}$.

Gabarito oficial

C
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

A força elétrica é a resultante centrípeta: $kq^2/R^2=mv^2/R$. Logo, $v=q\sqrt{k/(mR)}$.

Q25
Eletricidade — Eletrostática — Potencial e campo elétrico

A figura mostra duas cargas pontuais: Q fixa no ponto A e q fixa no ponto B. Nela está representado por um segmento orientado o campo eletrostático $\vec E_M$ no ponto médio M do segmento AB.

Para que seja nulo o potencial eletrostático no ponto M ($V_M = 0$), Q e q devem ser tais que

Cargas e campo no ponto médio
A)$|Q| = |q|$ sendo Q e q de mesmo sinal.
B)$|Q| < |q|$ sendo $Q < 0$ e $q > 0$.
C)$|Q| = |q|$ sendo $Q > 0$ e $q < 0$.
D)$|Q| < |q|$ sendo $Q > 0$ e $q < 0$.
E)$|Q| = |q|$ sendo $Q < 0$ e $q > 0$.

Gabarito oficial

E
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

Como M é equidistante das cargas, $V_M=k(Q+q)/d=0$ implica $q=-Q$. O campo aponta para a esquerda: a carga Q à esquerda deve ser negativa e q à direita, positiva. Assim, $|Q|=|q|$, $Q<0$ e $q>0$.

Q26
Mecânica — Energia — Trabalho de uma força

Um automóvel se desloca numa estrada plana e horizontal com uma velocidade $\vec v_0$ constante, enquanto suas rodas (de raio R) rolam sem deslizar na estrada. Em determinado instante, uma de suas rodas passa por cima de uma goma de mascar que nela fica grudada. Se m é a massa da goma e g, o módulo da aceleração da gravidade local, o trabalho realizado pela força que a roda exerce sobre a goma de mascar (e que a mantém grudada) desde o instante em que ela gruda na roda até o instante em que ela chega ao ponto mais alto de sua trajetória pela primeira vez é igual a

A)$m\left[\frac{v_0^2}2+gR\right]$.
B)$m\frac{\left[v_0^2+gR\right]}2$.
C)$m\left[v_0^2+gR\right]$.
D)$m\left[v_0^2+2gR\right]$.
E)$2m\left[v_0^2+gR\right]$.

Gabarito oficial

E
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

No contato com o solo, a velocidade instantânea da goma é nula; no ponto mais alto, vale $2v_0$. Logo, $\Delta K=\frac12m(2v_0)^2=2mv_0^2$. A goma sobe $2R$, e o trabalho do peso é $-2mgR$. Pelo teorema da energia cinética, $W_{roda}=\Delta K-W_P=2m(v_0^2+gR)$.

Q27
Óptica — Refração — Lei de Snell

Dois raios luminosos monocromáticos e paralelos, vindos do ar, incidem sobre uma esfera maciça feita de um material transparente, equidistantes de um eixo óptico. Ao penetrarem na esfera, os raios refratados convergem para o vértice P do hemisfério oposto ao da incidência, formando entre si um ângulo de 60°, como ilustra a figura.

Considere o índice de refração do ar igual a 1. Sendo assim, o índice de refração do material da esfera é

Refração na esfera
A)$2$.
B)$\sqrt3$.
C)$\sqrt2$.
D)$\frac{\sqrt2}2$.
E)$\frac12$.

Gabarito oficial

B
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

Os raios refratados fazem $30^\circ$ com o eixo óptico. Pela geometria dos raios da esfera, o ângulo de incidência é $60^\circ$ e o de refração, $30^\circ$. Pela lei de Snell, $n=\sin60^\circ/\sin30^\circ=\sqrt3$.

Q28
Mecânica — Estática — Equilíbrio de corpos extensos

Uma haste homogênea de massa m e comprimento L está em repouso apoiada, em sua extremidade superior, a uma parede vertical lisa (sem atrito) e, em sua extremidade inferior, a uma superfície plana horizontal, como ilustra a figura. Nela, está indicada a distância do extremo superior da haste ao solo.

O módulo da força de atrito exercida pela superfície horizontal sobre a extremidade inferior da haste é

Dados: Módulo da aceleração da gravidade = g.

Haste apoiada na parede e no solo
A)$3mg$.
B)$2mg$.
C)$mg$.
D)$\frac{3mg}8$.
E)$\frac{mg}4$.

Gabarito oficial

D
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

A haste tem projeção horizontal $\sqrt{L^2-(4L/5)^2}=3L/5$. Tomando momentos em torno do extremo inferior: $N_p(4L/5)=mg(3L/10)$. Logo, $N_p=3mg/8$. O equilíbrio horizontal exige força de atrito com esse mesmo módulo.

Q29
Ondulatória — Ondas — Pulsos progressivos

A figura mostra a fotografia, no instante t = 0, de uma corda na qual está se propagando para a direita um pulso triangular. Nela, estão indicados os eixos cartesianos Ox e Oy e um ponto P da corda localizado à direita do pulso.

Seja $y_P(t)$ a posição vertical do ponto P em um instante genérico. O gráfico que melhor representa como $y_P(t)$ varia com o tempo é

Pulso triangular e ponto P
A)
Posição vertical em função do tempo, alternativa A
B)
Posição vertical em função do tempo, alternativa B
C)
Posição vertical em função do tempo, alternativa C
D)
Posição vertical em função do tempo, alternativa D
E)
Posição vertical em função do tempo, alternativa E

Gabarito oficial

B
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

P permanece inicialmente em repouso. Ao chegar a frente direita do pulso, sua altura aumenta rapidamente; depois, diminui mais lentamente pela passagem da face esquerda, mais extensa. Isso corresponde ao gráfico B.

Q30
Mecânica — Hidrostática — Empuxo

Um bloco maciço, cilíndrico e homogêneo é introduzido, com seu eixo na vertical, em um líquido de densidade 0,75 $\mathrm{g/cm^3}$, permanecendo em repouso totalmente submerso, conforme ilustrado a seguir.

Em seguida, esse mesmo bloco é introduzido em um recipiente com água, com seu eixo novamente na vertical.

A figura que pode representar o bloco em repouso após o restabelecimento do equilíbrio hidrostático é:

Dados: Densidade da água = 1 $\mathrm{g/cm^3}$.

Bloco cilíndrico totalmente submerso
A)
Equilíbrio do bloco, alternativa A
B)
Equilíbrio do bloco, alternativa B
C)
Equilíbrio do bloco, alternativa C
D)
Equilíbrio do bloco, alternativa D
E)
Equilíbrio do bloco, alternativa E

Gabarito oficial

A
Resolução — Método TEF

Gabarito oficial.

O equilíbrio completamente imerso exige $\rho_b=0{,}75\,\mathrm{g/cm^3}$. Na água, $\rho_aV_{sub}g=\rho_bVg$, portanto $V_{sub}/V=0{,}75$. O bloco flutua com três quartos de seu volume submersos, como em A.