PUC-RS 2021.1 — Vestibular Medicina

Dados: $\Delta s = 1100\,\text{m}$; $t_\text{total} = 2\,\text{min} = 120\,\text{s}$; trecho acelerado: $t_1 = 20\,\text{s}$ (parte do repouso); trecho uniforme: $t_2 = 100\,\text{s}$.

Área do gráfico $v \times t$ (trapézio = triângulo + retângulo):

$$\Delta s_1 = \frac{t_1 \cdot v}{2} = \frac{20v}{2} = 10v \qquad \Delta s_2 = t_2 \cdot v = 100v$$

$$\Delta s_\text{total} = 10v + 100v = 110v$$

$$1100 = 110v \implies v = 10\,\text{m/s}$$

Convertendo: $v = 10 \times 3{,}6 = 36\,\text{km/h}$.

Alternativa correta: (C) 36 km/h.

Equilíbrio indiferente: se o cubo permanece em equilíbrio em qualquer posição totalmente imerso, então $E = P$, o que significa que a densidade do cubo é igual à da água: $\mu_\text{cubo} = 1000\,\text{kg/m}^3$.

Volume: $a = 1{,}0\,\text{cm} = 10^{-2}\,\text{m}$; $V = a^3 = (10^{-2})^3 = 10^{-6}\,\text{m}^3$.

Massa: $m = \mu \cdot V = 10^3 \times 10^{-6} = 10^{-3}\,\text{kg}$.

Empuxo (igual ao peso, pois $E = P$): $$E = m \cdot g = 10^{-3} \times 10 = 10^{-2}\,\text{N}$$

Alternativa correta: (C) $10^{-3}$ kg e $10^{-2}$ N.

A equação fundamental da calorimetria é $Q = m \cdot c \cdot \Delta T$. Isolando $\Delta T$:

$$\Delta T = \frac{Q}{m \cdot c}$$

Como $Q$ e $m$ são iguais para os dois corpos, $\Delta T$ é inversamente proporcional ao calor específico $c$. Portanto, o corpo de maior calor específico sofrerá menor elevação de temperatura.

Alternativa correta: (A).

Ao percutir a parede do copo com a colher, o sistema copo + água vibra. Quanto mais água, maior a massa do sistema e maior a inércia → menor frequência (som mais grave).

Do copo menos cheio para o mais cheio: frequência diminui. Como a velocidade do som no ar é constante ($v = \lambda f$), a diminuição de $f$ implica aumento de $\lambda$ (comprimento de onda).

Note que a alternativa (A) "altura" está incorreta pois altura é relacionada à frequência — e a frequência diminui, não aumenta. A grandeza que aumenta é o comprimento de onda.

Alternativa correta: (D) comprimento de onda.

Identificando o espelho: imagem direta de objeto real → imagem virtual. Aumento $|A| = 0{,}1 < 1$ → imagem menor que o objeto. O único espelho esférico que forma imagem virtual, direita e menor para objeto real é o espelho convexo.

Sinais de Gauss: $f = -20\,\text{cm}$ (convexo); $A = +0{,}1$ (imagem direita).

Posição do objeto usando $A = f/(f-p)$: $$0{,}1 = \frac{-20}{-20 - p} \implies 0{,}1(-20-p) = -20$$ $$-2 - 0{,}1p = -20 \implies 0{,}1p = 18 \implies p = 180\,\text{cm}$$

Posição da imagem usando $A = -p'/p$: $$0{,}1 = \frac{-p'}{180} \implies p' = -18\,\text{cm}$$

O sinal negativo indica imagem virtual. A imagem está a 18 cm do espelho.

Alternativa correta: (C).

A molécula de água ($\text{H}_2\text{O}$) é polar, comportando-se como um pequeno dipolo elétrico. Quando submetida ao campo eletromagnético rapidamente oscilante (~2,45 GHz) gerado pelo magnetron do forno, essas moléculas dipolares tentam se alinhar constantemente com o campo elétrico que inverte sua polaridade bilhões de vezes por segundo.

Essas rotações forçadas geram atrito em nível molecular, convertendo a energia do campo eletromagnético em energia térmica. Esse fenômeno é classificado como aquecimento dielétrico.

A alternativa (C) "ressonância" é um equívoco muito difundido em livros didáticos — a banca fez questão de refutá-la com esse gabarito.

Alternativa correta: (A).

Para campo resultante nulo em C, os campos do fio ($B_1$) e da espira ($B_2$) devem ter mesmo módulo e sentidos opostos.

Campo do fio longo à distância $R$ (o fio é tangente, então C está a $R$ do fio): $$B_1 = \frac{\mu_0 \, i_1}{2\pi R}$$

Campo no centro da espira circular de raio $R$: $$B_2 = \frac{\mu_0 \, i_2}{2R}$$

Igualando: $$\frac{\mu_0 \, i_1}{2\pi R} = \frac{\mu_0 \, i_2}{2R}$$

Simplificando $\mu_0$, $2$ e $R$: $$\frac{i_1}{\pi} = i_2 \implies \frac{i_1}{i_2} = \pi$$

Alternativa correta: (B) $\pi$.