UFSC 2019.2 — Questões de Física comentadas — Método TEF

O transplante de órgãos é uma importante tarefa da medicina moderna e exige toda uma logística para ser bem-sucedido, desde a retirada do órgão do corpo do doador até o seu implante no corpo do receptor. Nesse processo, a armazenagem e o transporte são primordiais, pois cada órgão possui um tempo máximo de preservação fora do corpo que depende da temperatura de armazenagem. Por exemplo, o coração armazenado a uma temperatura de 39,2 oF pode ser preservado por cerca de 4 horas, aproximadamente; os rins armazenados a uma temperatura de 4 oC podem ser preservados por 48 horas, aproximadamente. Sobre o assunto abordado e com base no exposto acima, é correto afirmar que:

• 01o tempo no transporte do órgão é um fator importante para o sucesso do transplante.
• 02a temperatura de armazenamento do coração é superior à temperatura de armazenamento dos rins.
• 04os rins e o coração, quando preservados a 4 oC, terão a mesma quantidade de calor armazenado.
• 08se o recipiente de armazenamento dos órgãos for adiabático, trocará mais calor com o meio do que se o recipiente for não adiabático.
• 16a temperatura de armazenamento do coração é de 277 K.

Em Biologia e Medicina, são estudados objetos com vasta gama de tamanhos, desde árvores gigantes até vírus. A diversidade da vida pode ser organizada com o uso de escalas de comprimento. Na figura abaixo, são apresentadas as imagens ilustrativas e os tamanhos relativos de objetos no intervalo de 10-5 m até 10-6 m, que engloba a escala de comprimento da biologia celular. Por exemplo, as hemácias, que carregam oxigênio para todas as partes do corpo, têm forma de disco, com diâmetro de 8,0 x 10-6 m e espessura de 2,0 x 10-6 m. Já os glóbulos brancos possuem formato esférico e diâmetro de 10 x 10-6 m. Adaptado de: The scale of the universe 2. Disponível em: https://htwins.net/scale2. Acesso em: 7 abr. 2019. Com base na figura e no assunto abordado, é correto afirmar que:

• 01o comprimento de onda da luz vermelha não pode ser expresso em polegadas.
• 02no Sistema Internacional (SI) não há uma unidade básica para área porque vivemos em um mundo tridimensional, e não bidimensional.
• 04o número de glóbulos brancos que caberiam em uma esfera de 2,0 cm de diâmetro é da ordem de 10¹⁰.
• 08o número de hemácias que cobririam uma linha de 1,0 cm quando colocadas em fila, alinhadas pelo lado maior, é 1,25 x 103.
• 16o metro, unidade padrão de comprimento no SI, é baseado na velocidade da luz.
• 32a mitocôndria possui comprimento de 1,2 x 10⁻⁵ m.

A cadeira de rodas é um instrumento muito utilizado por pessoas que apresentam dificuldades de locomoção. As mais simples movimentam-se por meio da força do próprio usuário ou da força da pessoa que a empurra. Todavia, existem as elétricas, cuja força motriz provém de um motor elétrico acoplado a ela. Hoje, muitas delas são encontradas em residências, no entanto seu uso é bem comum em hospitais e clínicas médicas. Considere um senhor de 80 kg que percorreu com movimento uniforme 18,0 m em 10 s utilizando uma dessas cadeiras. A roda traseira da cadeira mede 60,0 cm de diâmetro e a roda dianteira mede 20,0 cm de diâmetro. Com base no exposto acima, é correto afirmar que:

• 01a velocidade linear da roda dianteira da cadeira de rodas é maior que a velocidade linear da roda traseira.
• 02em 10 s a roda traseira realiza dez voltas completas.
• 04o período de rotação da roda traseira da cadeira de rodas é 1,0 s.
• 08a velocidade angular da roda dianteira da cadeira de rodas é igual à velocidade angular da roda traseira.
• 16o conjunto homem + cadeira realizou um movimento retilíneo e uniforme.
• 32a frequência de rotação da roda dianteira da cadeira de rodas é de 3 Hz.

As condições de equilíbrio de um objeto podem ajudar na compreensão de muitos problemas em ortopedia, como as lesões no tendão de Aquiles. O tendão de Aquiles conecta os músculos da panturrilha ao calcâneo na parte de trás do calcanhar. Na figura ao lado, são apresentadas a força do tendão sobre o pé (FT), a força dos ossos da perna (tíbia e fíbula) sobre o pé (FP) e a força do solo sobre o pé (N) para uma pessoa que está na vertical sobre a ponta de um pé. O peso do pé foi desconsiderado. Com base na figura e no exposto acima, é correto afirmar que:

• 01o módulo da força N é igual ao módulo do peso da pessoa.
• 02a força N forma um par ação-reação com a força peso.
• 04a força FT é aproximadamente 1,85 vezes a força N.
• 08a tangente do ângulo θ é aproximadamente 0,07.
• 16a força FP é aproximadamente 2,67 vezes a força N.
• 32quando um objeto está em equilíbrio, a sua aceleração é constante.

Em 2017, Carlos Mastrangelo, da Universidade de Utah, nos EUA, divulgou seus estudos sobre a criação de óculos formados por lentes líquidas, para fazer o foco automático. Seu objetivo foi resolver o problema de quem tem presbiopia e miopia, por exemplo, para não precisar trocar de óculos. Mastrangelo conta que os óculos possuem uma câmera infravermelha entre as lentes que serve para identificar a distância entre o rosto do usuário e o objeto que ele está olhando e, assim, fazer o foco correto. Disponível em: https://www.tecmundo.com.br/medicina/113833-oculos-inteligentes-tem-lentes-liquidas-fazer-foco-automatico.htm. [Adaptado]. Acesso em: 14 mar. 2019. Sobre o assunto abordado e com base no exposto acima, é correto afirmar que:

• 01o defeito da visão chamado hipermetropia provoca o mesmo efeito que a miopia, ou seja, o indivíduo tem dificuldades em enxergar objetos próximos.
• 02uma das formas de ajustar o foco da lente é alterando sua curvatura.
• 04o fenômeno óptico que explica o funcionamento de uma lente é a refração.
• 08para determinar a distância, a câmera acoplada aos óculos utiliza a onda de calor liberada pelos objetos.
• 16uma causa do defeito da visão chamado presbiopia está relacionada com um globo ocular mais achatado.
• 32a lente utilizada para corrigir o defeito da visão chamado miopia é a lente convergente.
• 64em um olho hipermetrope a imagem é formada após a retina.

Na medicina, os Raios X são usados para o diagnóstico das condições dos órgãos internos, para a detecção de fraturas e para o tratamento de cânceres e de tumores, entre outras aplicações. Sobre os Raios X, é correto afirmar que:

• 01os Raios X produzidos por freamento surgem quando um feixe de elétrons em alta velocidade colide com um alvo metálico que produz a desaceleração dos elétrons.
• 02como os Raios X possuem grande poder de penetração, as instalações em que há máquinas de Raio X necessitam de blindagem, que pode ser feita principalmente com alumínio e vidro comuns, para a proteção adequada do ser humano.
• 04na colisão com o alvo metálico, os elétrons perdem energia cinética e ocorre a produção de energia térmica.
• 08os Raios X não podem causar mutações no DNA humano.
• 16a energia de um fóton de Raio X produzido por freamento é igual à variação da energia cinética do elétron quando desviado pelo núcleo dos átomos do material do alvo.
• 32todos os fótons de Raio X possuem o mesmo comprimento de onda.

O eletromagnetismo é um ramo da Física que ajudou a aprimorar a prática do diagnóstico médico com a ressonância magnética. A utilização do ferrofluido pode ser fundamental para o tratamento de doenças como, por exemplo, o câncer. O ferrofluido é um composto formado por partículas de metal ferromagnético (cobalto, magnetita e ferro, por exemplo), da ordem de 10 nanômetros, e certos fluidos, tais como água e óleo. Quando exposto a um campo magnético, o ferrofluido apresenta as propriedades dos metais ferromagnéticos, porém sem ficar sólido, assim é possível direcioná-lo dentro do corpo para onde for necessário. Disponível em: https://www.tecmundo.com.br/ciencia/15579-ferrofluido-o-primo-malvado-do-aerogel.htm. [Adaptado]. Acesso em: 28 mar. 2019. Sobre o assunto abordado e com base no exposto acima, é correto afirmar que:

• 01quando o ferrofluido está próximo de um ímã, sofre a ação de uma força magnética de atração.
• 02as partículas de metal que compõem o ferrofluido, quando expostas a campos magnéticos, transformam-se em ímãs provisórios.
• 04o polo magnético do ímã que estiver mais próximo do ferrofluido define se a força magnética sobre este último será de atração ou de repulsão.
• 08o ferrofluido próximo de um condutor percorrido por uma corrente contínua não sofrerá a ação de uma força magnética.
• 16as partículas de metal que compõem o ferrofluido não sofrem a ação de forças magnéticas quando submetidas a campos elétricos uniformes e constantes.

O uso de agulhas para a aplicação de remédios intravenosos (dentro de uma veia) existe há muito tempo e requer perícia por parte do profissional de saúde, principalmente quando são utilizadas em regiões delicadas como, por exemplo, o espaço supracoroide, na parte posterior do olho, onde a agulha deve parar após a transição pela esclera, tecido com menos de 1 milímetro de espessura, para evitar danificar a retina. Para resolver esse problema, foi criada uma agulha inteligente, que possui um sensor que percebe a densidade de cada tecido que está atravessando, e o injetor inteligente utiliza as diferenças de pressão para permitir o movimento da agulha até o tecido-alvo, podendo assim avisar ao aplicador onde deve injetar o medicamento. Disponível em: https://www.ultimasnoticias.inf.br/noticia/pesquisadores-desenvolvem-agulha-inteligente/. [Adaptado]. Acesso em: 17 mar. 2019. Sobre o assunto abordado e com base no exposto acima, é correto afirmar que:

• 01a densidade é uma grandeza relacionada com a concentração de massa em certo volume.
• 02quando o êmbolo da seringa é pressionado, o remédio sofre uma pressão que será transmitida apenas em uma direção do remédio.
• 04quanto mais denso o tecido, maior é a pressão que ele exerce sobre o bico injetor da agulha.
• 08segundo o princípio de Arquimedes, a pressão exercida sobre os líquidos é transmitida para todos os pontos do líquido.
• 16a força aplicada no êmbolo da seringa tem o mesmo módulo da força que o remédio aplica sobre o tecido.

O papel no qual se marca a atividade elétrica do coração ou eletrocardiograma (ECG) é um papel milimetrado, onde cada quadrado pequeno mede 1 mm, que se movimenta sob uma ponteira que registra a atividade do coração. De modo geral, o eixo vertical mede o valor da diferença de potencial, em mV, onde 10 mm de altura é igual a 1 mV e o eixo horizontal mede o tempo, em segundos, onde 1 mm horizontal equivale a 0,04 s. Disponível em: http://pt.my-ekg.com/generalidades-ecg/papel-ecg.html. [Adaptado]. Acesso em: 28 mar. 2019. Um professor de Física utilizou um exame de eletrocardiograma modelizado (figura 2) para fazer afirmações a seus alunos. Sua modelização manteve as distâncias entre duas cristas consecutivas do eletrocardiograma original (figura 1) de um paciente em repouso, de tal forma que a frequência da onda modelizada equivale, aproximadamente, à frequência cardíaca do coração do paciente, conforme mostrado abaixo. Com base no exposto acima e nas figuras 1 e 2, é correto afirmar que:

• 01a velocidade do papel milimetrado é de 15 mm/s.
• 02a amplitude da onda do eletrocardiograma modelizado é de 22 mm.
• 04a frequência cardíaca do paciente, com base no eletrocardiograma modelizado, é de 100 batimentos por minuto.
• 08se o paciente estivesse correndo, o comprimento de onda do eletrocardiograma modelizado seria maior.
• 16o comprimento de onda do eletrocardiograma modelizado é de 15×10⁻³ m.
• 32o período da onda do eletrocardiograma modelizado é 0,04 s.

Um professor de Física propôs um desafio para seus alunos em uma aula prática de eletricidade. A situação era: um médico queria colocar duas lâmpadas (foco cirúrgico) sobre uma mesa para realizar um procedimento de emergência. Um eletricista se propôs a elaborar e instalar o circuito que iria contar com duas luminárias (L1 e L2) de 110 Ω, três resistores (R1, R2 e R3) de 110 Ω, um resistor (R4) de 55 Ω e uma chave com três posições (A, B e C). O que os alunos deveriam fazer: elaborar um circuito elétrico, como se fossem o eletricista, com todos esses elementos elétricos, de tal forma que as lâmpadas tivessem três intensidades de iluminação. Tiago, um dos alunos, criou o circuito acima e fez algumas afirmações. Com base no exposto e na figura acima, é correto afirmar que:

• 01quando a chave (Ch) estiver na posição C, a corrente que atravessa uma das luminárias será de 2 A.
• 02as luminárias terão seu maior brilho quando a chave (Ch) estiver na posição B.
• 04quando a chave (Ch) estiver na posição A, a diferença de potencial sobre as luminárias e sobre R1 será a mesma.
• 08a luminária L1 está desenvolvendo a mesma potência, independentemente da posição da chave (Ch).
• 16em 1 hora de uso, cada luminária gastará 0,44 kWh quando a chave (Ch) estiver na posição C.
• 32a resistência equivalente do circuito, quando a chave (Ch) estiver na posição A, será de 220 Ω.
• 64quando a chave (Ch) estiver na posição B, a potência de cada luminária será quatro vezes maior do que quando a chave (Ch) estiver na posição C.