ACAFE 2023.2 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Os seres vivos estão sob influência de vários campos físicos como gravitacionais e geomagnéticos, desde o começo de sua existência, por conta disto, são sensíveis a eles e podem detectar campos magnéticos estáticos por meio de estruturas especializadas ou órgãos, ou podem ser afetados por variações temporais desses campos magnéticos (Belova & Acosta-Avalos, 2015).

Considere uma partícula com massa 4.10-4 kg positivamente carregada, com carga elétrica de módulo 5C, sendo lançada, conforme mostra a Figura 1. No instante t = 0, o lançamento ocorre no ponto O com velocidade 72km/h em uma direção perpendicular a um vetor campo magnético 𝐵⃗ , de módulo 80T, orientado conforme a Figura 1. Baseado nos conceitos de magnetismo e eletromagnetismo, a velocidade média entre os instantes t = 0 e t = 4,5s é aproximadamente:

Dados do caderno: g=10 m/s²; π=3. √2=1,4.

Na Figura 2 tem-se um gerador de ondas estacionárias, que embora não seja um aparelho de precisão, é útil para se fazer uma análise qualitativa de fenômenos associados ao movimento ondulatório unidimensional.

Considere o sistema do gerador, acima, formado por uma massa de 5kg pendurada por um fio de comprimento um metro e densidade linear igual a . Este fio é conectado a uma fonte de energia elétrica que, na configuração ilustrada acima, faz a corda vibrar com uma frequência de 400Hz.

De acordo com os fenômenos ondulatórios, analise as afirmativas e marque V para as afirmativas VERDADEIRAS e F para as FALSAS.

( ) Ondas estacionárias são oscilações periódicas produzidas pela interferência entre ondas de mesma frequência e que se propagam ao longo da mesma direção e do mesmo sentido. ( ) O som produzido por um saxofone ocorre por meio de ondas estacionárias. ( ) A frequência fundamental ou primeiro harmônico produzido na corda é de 100Hz. ( ) A densidade linear , mencionada no enunciado vale 1,25g/m. ( ) Aumentando-se a frequência de vibração do gerador, tem-se uma redução do comprimento de onda produzido na corda. ( ) No fenômeno da difração em fendas simples, quanto maior o tamanho da fenda, mais acentuada será a difração.

Assinale a alternativa CORRETA.

Dados do caderno: g=10 m/s²; π=3. √2=1,4.

Botox e o Microagulhamento.

O botox, nome popular da toxina botulínica, é uma substância química que atua impedindo a contração dos músculos. Muito utilizado para o tratamento de diversas doenças, tornou-se o principal recurso estético para a redução de rugas e linhas de expressão. A substância foi descoberta ainda no século XIX, mas seu uso só se popularizou nos consultórios médicos a partir de 1977, quando o botox foi utilizado pela primeira vez para testes no tratamento de estrabismo.

De lá para cá, passou a ser usado para reduzir os sintomas de alterações, como, bruxismo, doenças neurológicas, ortopédicas e oftalmológicas. Desde 2002, a Food and Drug Administration (FDA) – órgão regulador de medicamentos dos Estados Unidos – aprovou a utilização do botox para fins estéticos. Segundo o Censo de 2022 da Sociedade Brasileira de Cirurgia Plástica, a aplicação de toxina botulínica aparece como procedimento não cirúrgico mais realizado no Brasil, chegando a 95% dos tratamentos.

Apesar de um importante aliado para a saúde e beleza, é fundamental que o procedimento seja realizado por profissionais qualificados e habilitados. Tudo isso porque se a aplicação for realizada de forma indevida, podem ocorrer efeitos colaterais, como, paralisação de um grupo muscular.

O método do microagulhamento contempla mínimas perfurações na pele com pequenas agulhas, visando estimular a fabricação de colágeno e fibras naturais, o que deixa a textura mais harmônica. Leia mais em: https://saude.abril.com.br/medicina/de-botox-a-lifiting-desvende-os-procedimentos-esteticos/

Considere uma seringa contendo toxina botulínica para aplicação por microagulhamento com áreas de secção transversal conforme a figura 3.

Se o profissional aplicar uma força de 60N no êmbolo da seringa, a força aplicada na saída da agulha vale e o acréscimo de pressão do fluído .

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Assinale a alternativa que completa correta e sequencialmente a informação acima.

Dados do caderno: g=10 m/s²; π=3. √2=1,4.

Um dos vícios que afeta a saúde de jovens e adultos é o uso recorrente do celular (smartphone). A cabeça humana pesa aproximadamente 50N, mas como o pescoço inclina para a frente e para baixo, a força sobre a coluna cervical começa a aumentar. Considerando que a aceleração de gravidade seja 10m/s2, veja que em um ângulo de 150, este peso equivale a uma massa de 12 kg, a 300 é 18 kg, a 450 é 22 kg, e a 600 é 27 kg.

Esse é o peso ao olhar para um smartphone – o que milhões de pessoas fazem por horas, todos os dias, de acordo com estudo publicado por Kenneth Hansraj na National Library of Medicine. O estudo será publicado na Surgical Technology International. Ao longo do tempo, dizem os pesquisadores, essa má postura, às vezes chamada de “pescoço de texto” ou “text neck” pode levar a um desgaste e lesões no início da coluna vertebral, com a aceleração do processo degenerativo, com importantes consequências.

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A Figura 4 mostra uma cabeça humana inclinada para frente sendo suportada pela força muscular 𝐹 𝑚 , exercida pelos músculos do pescoço e pela força de contato 𝐹 𝑐 exercida pela coluna vertebral, assim o módulo da força 𝐹 𝑐 para manter a cabeça em equilíbrio em relação ao ponto S da figura é:

Dados do caderno: g=10 m/s²; π=3. √2=1,4.

Os marca-passos cardíacos são aparelhos criados para o tratamento dos distúrbios de ritmo do coração. Além disso, os marcapassos podem ser utilizados para ressincronizar o coração. Quando há uma diferença no tempo de contração das câmeras do coração (ventrículos direito e esquerdo), acontece o distúrbio que chamamos de dissincronismo dos ventrículos. Isto faz com que o coração perca potência e efetividade de contração de maneira importante. Quando esta perda de potência ocorre em um coração, já doente e enfraquecido, pode gerar um significativo aumento de sintomas, como fraqueza e falta de ar, por exemplo, que caracterizam um quadro de insuficiência cardíaca. Por isso, existe um grupo de marca-passos chamados de ressincronizadores cardíacos, que atuam para corrigir este dissincronismo e melhorar a eficácia da contratilidade cardíaca.

Esses marca-passos utilizam baterias como fonte de energia, dessa forma, considere uma bateria de íon-lítio utilizada em marca-passos cardíaco, bastante leve, hermeticamente fechada para não liberar gases, com durabilidade em torno de 10 anos, e com alta densidade de carga de 0,8mAh/cm3.

O número de elétrons existentes na pilha, com volume de 2,0dm3, é:

Dados do caderno: g=10 m/s²; π=3. √2=1,4.

Uma miniatura do famoso Mickey Mouse com 8cm de altura é posto a oscilar em um de pêndulo. O pêndulo utilizado por Mickey é considerado um oscilador simples, tendo os pontos A e C como pontos de inversão e o ponto B sendo o ponto mais baixo da trajetória. Próximo a esse oscilador existe um espelho convexo fixo com raio de curvatura 30cm.

Sabendo que o comprimento L da haste do pêndulo vale 2,5m e que no instante t = 0, Mickey parte do ponto A com velocidade nula, pode-se afirmar que o período do seu movimento e a altura de sua imagem vista no espelho convexo, no instante t = 0,75s, são respectivamente:

Dados do caderno: g=10 m/s²; π=3. √2=1,4.

João Pedro é um estudante muito dedicado e ao mesmo tempo um garoto que se preocupa com a qualidade de vida humana e o bem-estar do planeta. Baseado em suas aulas de física, ele monta um experimento para aquecer a água, que está dentro de um recipiente totalmente isolado, utilizando um gerador de corrente elétrica alternada e sua própria bicicleta. O experimento funciona da seguinte maneira, João Pedro aciona o movimento da coroa com os pedais da bicicleta, a correia transmite o movimento até a catraca, que movimenta a roda. A roda está conectada a uma fita isolante, que transmite o movimento ao gerador, e, por fim, a água é aquecida no interior do recipiente. De acordo com o exposto acima sobre o experimento, analise as afirmativas.

1. No gerador responsável pela transmissão de energia, as energias envolvidas no processo são: cinética, potencial gravitacional, elétrica e térmica.
2. O princípio de funcionamento do gerador está baseado na lei de Lenz. [PAGE 47]
3. A transmissão de movimentos entre a coroa e a catraca na bicicleta ocorre, pois ambas têm a mesma velocidade angular.
4. Para aumentar a potência de aquecimento da água, no reservatório, deve-se reduzir o diâmetro da catraca e/ou aumentar o diâmetro da coroa da bicicleta.

Marque a alternativa CORRETA.

Dados do caderno: g=10 m/s²; π=3. √2=1,4.