PUC-RS 2022.1 — Vestibular Medicina

I. Correta. Como não há atrito entre a superfície e a partícula e a resistência do ar é desprezível, o sistema é conservativo na descida: a energia mecânica da partícula A se conserva até o momento exato antes da colisão. Não há perda de energia.

II. Correta. Em qualquer colisão (elástica ou inelástica), desde que não haja força externa impulsiva na direção do movimento, a quantidade de movimento (momento linear) se conserva: $Q_\text{antes} = Q_\text{depois}$.

III. Correta. A colisão em si é perfeitamente inelástica (as partículas partem unidas), logo há dissipação de energia durante a colisão. Contudo, a afirmativa diz "após a colisão". Após a colisão o conjunto sobe a rampa sem atrito — atua apenas a força peso (conservativa), portanto a energia mecânica se conserva da colisão até o ponto 3.

Alternativa correta: (D) I, II e III.

1. Determinando a Potência Térmica:

Do gráfico: $\Delta T = 70 - 30 = 40\,°C$ no intervalo $\Delta t = 5 - 1 = 4\,\text{min}$.

Calor sensível absorvido pela massa $m$: $Q = m \cdot c \cdot \Delta T = m \cdot 1 \cdot 40 = 40m\,\text{cal}$.

Potência da fonte: $$P = \frac{Q}{\Delta t} = \frac{40m}{4} = 10m\,\text{cal/min}$$

2. Tempo para Vaporização Total:

Calor latente necessário para vaporizar a massa $m$ completamente: $Q_L = m \cdot L = 540m\,\text{cal}$.

$$\Delta t_v = \frac{Q_L}{P} = \frac{540m}{10m} = 54\,\text{min}$$

Alternativa correta: (A) 54 minutos.

As duas bolinhas idênticas estão em equilíbrio estático e flutuando, logo a aceleração é zero. Pela 2ª Lei de Newton, a resultante vertical é nula:

$$E_1 = P \quad \text{e} \quad E_2 = P$$

O peso da bolinha é estritamente igual ao módulo do empuxo, tanto na água quanto no azeite.

Nota: como o azeite é menos denso que a água ($\rho_\text{azeite} \approx 0{,}9\,\text{g/cm}^3 < \rho_\text{água} = 1\,\text{g/cm}^3$), a bolinha precisará afundar um volume maior no azeite para deslocar a mesma massa de fluido e igualar o empuxo ao seu peso — mas a igualdade $E = P$ se mantém.

Alternativa correta: (D).

Clarice enxerga bem de perto mas mal de longe → miopia. No olho míope, a imagem se forma antes da retina (globo ocular muito longo ou córnea muito curvada). Correção: lente divergente (côncava, potência negativa), que afasta os raios antes de entrarem no olho.

Lúcia enxerga bem de longe mas mal de perto → hipermetropia. No olho hipermétrope, a imagem se forma atrás da retina. Correção: lente convergente (convexa, potência positiva), que converge os raios antes de entrarem no olho.

Apenas o Estudante X acertou ambos os diagnósticos e ambas as correções.

Alternativa correta: (B) Estudante X.

Pela Lei de Faraday-Neumann, uma força eletromotriz induzida (e consequentemente uma corrente elétrica induzida em circuito fechado) só se manifesta se houver variação do fluxo magnético ao longo do tempo no interior do solenoide:

$$\varepsilon = -\frac{d\Phi_B}{dt}$$

Como o enunciado explicita que o ímã está estacionário (em repouso relativo ao solenoide), o fluxo magnético através das espiras é constante ($d\Phi_B/dt = 0$). Sem variação de fluxo, não há corrente induzida ($i = 0$).

O que está "errado" na figura é que o ponteiro deveria marcar zero, não indicar corrente.

Alternativa correta: (C).

1. Desvio por campo magnético: Para sofrer deflexão ao atravessar um campo magnético ($\vec{F} = q\vec{v} \times \vec{B}$), as partículas devem possuir carga elétrica.

• Radiação alfa (${}^4_2\text{He}^{2+}$): carga +2 → desviada ✓
• Radiação beta ($e^-$ ou $e^+$): carga ±1 → desviada ✓
• Radiação gama (fóton): sem carga → não desviada ✗
• Nêutrons: sem carga → não desviados ✗

As duas radiações que sofrem desvio são alfa e beta.

2. Energia cinética e velocidade:

$$E_c = \frac{mv^2}{2}$$

Se $v \to 2v$: $E_c' = \frac{m(2v)^2}{2} = \frac{4mv^2}{2} = 4E_c$. A energia cinética quadruplica.

Alternativa correta: (B) alfa – beta – aumentar quatro vezes.