UNIFESO | 2020.1

Física · Q29 a Q34.

Dados da prova

Fonte: 2020-1-prova.pdf, páginas 16 e 17; gabarito separado, Gabarito após recurso — Vestibular Medicina 2020.1.

Q29
Física

A distância da Terra ao Sol é de aproximadamente 150 milhões de quilômetros, muito superior ao raio atômico médio de um átomo de enxofre, que vale $10^{-10}$ $m$. A ordem de grandeza de átomos de enxofre correspondente à distância entre a Terra e o Sol é:

A)$10^{19}$
B)$10^{21}$
C)$10^{23}$
D)$10^{25}$

Gabarito após recurso

B
Resolução

Primeiro, colocamos as distâncias na mesma unidade: 150 milhões de quilômetros correspondem a $1,5\times10^{11}\,\mathrm m$. Usando o raio atômico fornecido como escala de comparação:

$$N\approx\frac{1,5\times10^{11}}{10^{-10}}=1,5\times10^{21}.$$

Como o coeficiente 1,5 é menor que $\sqrt{10}$, a potência de dez mais próxima é $10^{21}$. Alternativa B.

Q30
Física

Um móvel, em movimento uniforme, se desloca com velocidade constante igual a $10\,\mathrm{m/s}$. Em determinado momento, adentra uma região cujo coeficiente de atrito cinético entre o móvel e o solo é igual a 0,2. Observe o esquema abaixo. Admitindo a aceleração da gravidade igual a $10\,\mathrm{m/s^2}$, a distância percorrida pelo móvel na região com atrito, até o repouso, será, em $m$:

Diagrama da questão 30
A)15
B)20
C)25
D)30

Gabarito após recurso

C
Resolução

Na região com atrito, a força resultante horizontal é contrária ao movimento. Seu módulo é $F_{at}=\mu mg$, portanto a aceleração é:

$$a=-\mu g=-0,2\cdot10=-2\,\mathrm{m/s^2}.$$

Pela equação de Torricelli, até o repouso:

$$0=10^2+2(-2)d\quad\Rightarrow\quad d=25\,\mathrm m.$$

Alternativa C. A massa cancela no cálculo da desaceleração.

Q31
Física

Um corpo segue em movimento retilíneo uniforme com velocidade constante igual a $6\,\mathrm{m/s}$, quando encontra uma rampa curvilínea e atinge uma altura máxima H em relação ao solo, conforme representa a ilustração abaixo. Desprezando as forças de resistência e considerando a aceleração da gravidade de $10\,\mathrm{m/s^2}$, o valor de H, em $m$, antes do corpo retornar ao solo, é igual a:

Diagrama da questão 31
A)1,4
B)1,5
C)1,7
D)1,8

Gabarito após recurso

D
Resolução

Sem resistência, conserva-se a energia mecânica. No ponto mais alto, a velocidade se anula; a energia cinética inicial transforma-se em potencial gravitacional:

$$\frac{mv^2}{2}=mgH\quad\Rightarrow\quad H=\frac{v^2}{2g}=\frac{6^2}{2\cdot10}=1,8\,\mathrm m.$$

Alternativa D. O formato da rampa não altera o resultado porque não há dissipação.

Q32
Física

A pressão atmosférica ao nível do mar é $10^5\,\mathrm{Pa}$ e equivale a 70% desse valor quando medida a $3000\,\mathrm{m}$ de altitude. Admita que a aceleração da gravidade é $10\,\mathrm{m/s^2}$ e que a densidade do ar é constante entre o nível do mar e a altitude de $3000\,\mathrm{m}$. Nesse caso, o valor da densidade do ar, em kg/m³, é:

A)1
B)1,5
C)2
D)2,5

Gabarito após recurso

A
Resolução

A pressão diminui de $10^5\,\mathrm{Pa}$ para $0,70\cdot10^5\,\mathrm{Pa}$. Logo, a diferença de pressão é $\Delta p=3,0\times10^4\,\mathrm{Pa}$.

Na aproximação de densidade constante fornecida pela questão, usamos $\Delta p=\rho g h$:

$$\rho=\frac{3,0\times10^4}{10\cdot3000}=1,0\,\mathrm{kg/m^3}.$$

Alternativa A. A hipótese de densidade constante é uma simplificação explicitamente adotada no enunciado.

Q33
Física

Um circuito, composto por um resistor de resistência $R$ igual a $1\,\Omega$ e área interna de $0{,}8\,\mathrm{m^2}$, encontra-se em uma região de campo magnético uniforme $\vec B$ , como mostra a figura abaixo. Em determinado momento, a intensidade do campo magnético varia de $10\,\mathrm{T}$ a zero em $5\,\mathrm{s}$. Ao longo desse período, o circuito será percorrido por uma corrente elétrica, em A, igual a:

Diagrama da questão 33
A)1,3
B)1,4
C)1,6
D)1,7

Gabarito após recurso

C
Resolução

O campo é perpendicular à área do circuito, portanto o fluxo magnético é $\Phi=BA$. Pela lei de Faraday, o módulo da força eletromotriz induzida média é:

$$|\varepsilon|=\frac{|\Delta\Phi|}{\Delta t}=A\frac{|\Delta B|}{\Delta t}=0,8\cdot\frac{10}{5}=1,6\,\mathrm V.$$

Pela lei de Ohm, a corrente é:

$$I=\frac{|\varepsilon|}{R}=\frac{1,6}{1}=1,6\,\mathrm A.$$

Alternativa C. O resultado corresponde à corrente média no intervalo; para que seja constante durante todo o período, pressupõe-se variação uniforme do campo.

Q34
Física

Em um café da manhã, mistura-se café a $80\,{}^\circ\mathrm{C}$ com leite a $10\,{}^\circ\mathrm{C}$ para se obter $400\,\mathrm{mL}$ de café com leite a $50\,{}^\circ\mathrm{C}$. Considerando que café e leite apresentam calor específico e densidade iguais, a quantidade de leite a ser utilizada na mistura, em mL, será aproximadamente:

A)140
B)150
C)160
D)170

Gabarito após recurso

D
Resolução

Seja $V_l$ o volume de leite. O volume de café será $400-V_l$. Como as densidades e os calores específicos são iguais, esses fatores cancelam na igualdade entre calor cedido pelo café e recebido pelo leite:

$$ (400-V_l)(80-50)=V_l(50-10).$$

$$12000-30V_l=40V_l\quad\Rightarrow\quad V_l=\frac{12000}{70}\approx171,4\,\mathrm{mL}.$$

A quantidade aproximada é $170\,\mathrm{mL}$: alternativa D. A média simples das temperaturas não se aplica, pois os volumes não são iguais.