UFSC 2020 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Tecnologia Assistiva é uma área do conhecimento, de característica interdisciplinar, que engloba produtos, recursos, metodologias, estratégias, práticas e serviços que objetivam promover a funcionalidade, relacionada à atividade e participação de pessoas com deficiência, incapacidades ou mobilidade reduzida, visando sua autonomia, independência, qualidade de vida e inclusão social. BRASIL. Subsecretaria Nacional de Promoção dos Direitos da Pessoa com Deficiência. Comitê de Ajudas Técnicas. Tecnologia assistiva. Brasília: CORDE, 2009. p. 30. Sobre produtos assistivos, é correto afirmar que:

• 01os óculos comuns funcionam com base no fenômeno da interferência dos raios luminosos.
• 02a almofada para alívio de pressão impede a distribuição uniforme do peso do usuário, reduzindo a pressão concentrada nas proeminências ósseas.
• 04o andador aumenta a base de apoio do usuário e lhe dá mais estabilidade.
• 08a rampa portátil permite que a força aplicada para mover um objeto sobre ela seja menor do que a força para movê-lo verticalmente.
• 16a física é importante para a criação e o desenvolvimento de produtos na área de tecnologia assistiva.

Acelerômetros são sensores inerciais utilizados para monitoramento de movimentos. Atualmente, têm sido integrados em diversas tecnologias assistivas, particularmente em sistemas de detecção de quedas, que permitem o monitoramento de idosos em sua residência e a assistência médica de forma emergencial. O princípio básico de funcionamento de um acelerômetro é um sistema de massa e mola. As molas são governadas pela Lei de Hooke, o que permite medir a aceleração conhecendo-se o deslocamento de uma massa. Na figura ao lado, é apresentado um acelerômetro constituído por uma massa m e uma mola de constante elástica K que é mantido perpendicular ao chão e realiza algumas medidas de acelerações verticais. Na posição A, medida em relação à parte inferior da esfera, a mola se encontra no seu estado relaxado. Na posição B, medida em relação à parte inferior da esfera, o sistema está em equilíbrio dinâmico. Sobre o assunto abordado e com base no exposto acima, é correto afirmar que:

• 01quando a massa m está na posição B, medida em relação à parte inferior da esfera, a aceleração do acelerômetro tem módulo igual à aceleração gravitacional g.
• 02quando a massa m está na posição B, medida em relação à parte inferior da esfera, o deslocamento ΔX é dado por Δx=mg/K.
• 04quando a massa m está na posição A, medida em relação à parte inferior da esfera, a aceleração do acelerômetro tem sentido vertical para baixo e módulo igual à aceleração gravitacional g.
• 08quando a massa m está na posição C, medida em relação à parte inferior da esfera, a aceleração do acelerômetro tem sentido vertical para cima e módulo igual à aceleração gravitacional g.
• 16para medir a aceleração centrípeta de um carrossel, o acelerômetro deveria ser posicionado na mesma direção do seu eixo de rotação.
• 32molas são os únicos objetos que podem ser modelizados de acordo com a Lei de Hooke.

A rampa de acesso é uma excelente maneira de possibilitar, tanto para cadeirantes quanto para pessoas com mobilidade reduzida, a ida e a vinda em edificações elevadas. Independentemente da inclinação das rampas, muitas são as grandezas físicas envolvidas no movimento sobre elas. Na figura abaixo, estão representados um cadeirante com massa de 55 kg, a moça que o empurra, com massa de 60 kg, e a cadeira de rodas, com massa de 15 kg, em um movimento uniforme de subida sobre uma rampa de acesso, com ângulo 𝜃= 4,5𝑜 e seus patamares para descanso (A, B, C e D). Considere a existência de atrito. Sobre o assunto abordado e com base no exposto acima, é correto afirmar que:

• 01se a velocidade de subida for 1,0 m/s, a cadeira demora 7,5 s para sair do patamar A e chegar ao patamar B.
• 02a variação da energia mecânica do conjunto cadeira+cadeirante entre o patamar A e o patamar D é 1400 J.
• 04a moça aplica uma força de 56 N para levar o conjunto cadeira+cadeirante do patamar A até o patamar B.
• 08como o movimento é uniforme, a moça deve aplicar sobre a cadeira uma força igual, em módulo, à força de atrito em todo o trajeto na rampa.
• 16a força resultante sobre o conjunto cadeira+cadeirante é nula em todo o seu movimento sobre a rampa.
• 32ao atravessar o patamar A, a força peso do conjunto cadeira+cadeirante realiza um trabalho de 840 J.
• 64o trabalho realizado pela força peso da moça, desde o início da rampa até o patamar D, é de –1200 J.

O avanço tecnológico tem facilitado a acessibilidade de pessoas com deficiências físicas em diversas situações. As plataformas elevatórias e elevadores para piscinas são exemplos disso. Em um ambiente de piscina, esses equipamentos oferecem maior independência para pessoas com mobilidade reduzida. Considere um elevador de piscina e seu movimento de levar uma jovem com massa de 80 kg da beira da piscina até certa profundidade da água. As figuras a seguir mostram a sequência dos movimentos. Despreze o peso da cadeira. Figura 1 – movimento uniforme de elevação (movimento vertical) da jovem. Figura 2 – movimento uniforme lateral (movimento horizontal) da jovem. Figura 3 – movimento uniforme de descida (movimento vertical) da jovem até a profundidade desejada. Figura 4 – jovem em repouso dentro da água da piscina e na profundidade desejada. Sobre o assunto abordado e com base no exposto acima, é correto afirmar que:

• 01para elevar a jovem 40 cm no tempo de 3 s, o motor do elevador deve desenvolver a potência de aproximadamente 0,14 CV.
• 02na sequência dos movimentos das Figuras 1, 2 e 3, o momento (torque) da força peso em relação ao ponto A não se altera.
• 04a força aplicada pelo motor do elevador sobre a haste que suporta a jovem não é constante em todo o movimento da Figura 3.
• 08a força aplicada pelo motor do elevador sobre a haste que suporta a jovem, na Figura 4, é menor do que na Figura 2, porque o peso da jovem diminui dentro da água.
• 16a força aplicada pelo motor do elevador sobre a haste que suporta a jovem, na Figura 4, é menor do que 800 N.
• 32à medida que a jovem entra na água, a pressão hidrostática na ponta dos seus dedos dos pés diminui.

Uma pessoa com urticária colinérgica tem alergia ao aumento da temperatura do corpo, o que pode ocorrer em dias quentes, na realização de atividades físicas ou ao tomar banho quente. As pesquisadoras Marta e Maria desenvolveram a “Ducha térmica UFSC”, capaz de aquecer a água gradativamente, com a chave em três posições específicas (+Quente, Quente e Morna) e com um mostrador digital de temperatura de saída da água para pessoas com urticária colinérgica. A curva de vazão versus elevação de temperatura é mostrada no gráfico abaixo. A ducha foi testada em Florianópolis (220 V) durante o banho de uma pessoa cadeirante e com urticária colinérgica em temperaturas superiores a 24,7 ºC. No teste, a água perdia 5% da temperatura na queda do alto do chuveiro até o corpo do cadeirante. Admita que a água entra no chuveiro a 20 ºC. Sobre o assunto abordado e com base no exposto acima, é correto afirmar que:

• 01ligando a ducha na posição Quente, não é possível fazer com que a água chegue ao cadeirante com sua temperatura máxima de tolerância.
• 02não é possível obter a temperatura de 10 ºC para as três posições com a mesma vazão de água.
• 04nessa ducha, a vazão é diretamente proporcional à temperatura da água.
• 08ligada com uma vazão de 3,5 L/min e na posição Morna, a ducha proporciona ao cadeirante sentir a água com a temperatura de 23,75 ºC.
• 16na vazão de 6 L/min e na posição Quente, a potência fornecida para a água é de 500 W.
• 32considerando um banho de 1/4 de hora com uma vazão de 5 L/min, a ducha libera 75 kg de massa de água.

A deficiência visual é considerada em dois casos: a cegueira, na qual a pessoa perde a visão totalmente ou apresenta um resíduo mínimo que a leva a necessitar da leitura e escrita em Braille, e a baixa visão, na qual a pessoa possui um comprometimento visual em ambos os olhos, mesmo com o uso de óculos, mas consegue ler textos impressos ampliados. Considere a situação em que um estudante com baixa visão utiliza uma lupa constituída de uma lente biconvexa de raios R1 = R2 = 40 cm que obedece às condições de Gauss. Ele a coloca em uma posição na qual o centro óptico de sua lente esteja a 20 cm do seu livro para enxergar as letras cinco vezes maiores e, assim, conseguir ler o texto. Sobre o assunto abordado e com base no exposto acima, é correto afirmar que:

• 01a distância entre a imagem de uma letra conjugada pela lente da lupa e a própria letra é de 80 cm.
• 02as imagens das letras vistas pelo estudante são virtuais.
• 04as imagens das letras vistas pelo estudante encontram-se a 25 cm do centro óptico da lente.
• 08se o estudante posicionar o centro óptico da lente da lupa a 30 cm do livro, ele vai ler com maior facilidade, pois as letras ficarão maiores.
• 16o índice de refração da lente que compõe a lupa é 1,5.
• 32se aumentarmos o índice de refração da lente que compõe a lupa sem alterarmos seus raios, a vergência da lente aumentará.

Com o avanço das tecnologias modernas, muitos tipos diferentes de dispositivos estão disponíveis para apoiar a mobilidade dos deficientes visuais, permitindo que eles caminhem com maior rapidez e segurança, já que essas tecnologias oferecem informações sobre a forma do caminho e a posição dos obstáculos. A figura ao lado mostra uma pesssoa com deficiência visual caminhando com uma bengala eletrônica. Dois sensores ultrassônicos são montados na bengala e cooperam com sensores de infravermelho (IV) para criar um sistema complementar capaz de fornecer uma medida confiável da distância do obstáculo. Ambos os sensores emitem ondas que são refletidas nos obstáculos e calculam a distância destes a partir da diferença entre o tempo de emissão e o de recebimento da onda refletida. Sensores vibratórios junto com uma campainha são usados para emitir um sinal sonoro e vibrar se a bengala estiver prestes a atingir qualquer obstáculo. Sobre o assunto abordado e com base na figura e no exposto acima, é correto afirmar que:

• 01os sensores ultrassônicos da bengala emitem ondas com comprimento de onda superior a 2,0 cm.
• 02o ultrassom e o infravermelho não são ondas eletromagnéticas dentro do espectro visível.
• 04os obstáculos de vidro são considerados opacos para a radiação infravermelha.
• 08o ultrassom emitido pela bengala pode causar incômodo quando percebido pelo ouvido humano.
• 16o infravermelho se propaga no ar com velocidade inferior à do ultrassom.
• 32o ultrassom é eficaz para detectar qualquer obstáculo, já que não é absorvido por nenhum objeto.
• 64o infravermelho não é uma radiação ionizante.

Um semáforo com sinal sonoro emite bipes para orientar pessoas com deficiência visual. As especificações fornecidas são:

Um garoto atravessa a rua em direção à fonte sonora a 4,0 m/s. Um senhor atravessa no sentido oposto a 2,0 m/s. Analise as proposições considerando a velocidade do som no ar de 340 m/s.

• 01quando o garoto estiver na mesma posição da rua que o senhor, ambos percebem o som emitido pela fonte sonora com a mesma frequência.
• 02o senhor percebe o som emitido pela fonte sonora com menor altura do que o garoto.
• 04a intensidade do som depende da frequência da fonte sonora.
• 08o garoto percebe o som da fonte sonora com frequência de aproximadamente 2023,5 Hz.
• 16para os dois transeuntes, a intensidade do sinal de travessia é maior do que a do sinal de advertência de encerramento de travessia.
• 32o som emitido pela fonte sonora para o sinal de travessia é mais agudo do que o som emitido pela fonte sonora para o sinal de advertência de encerramento de travessia.
• 64no ar, a velocidade do som emitido pelo sinal de travessia tem o mesmo módulo da velocidade do som emitido pelo sinal de advertência de encerramento de travessia.

O sistema de anel magnético foi criado para possibilitar maior inclusão social às pessoas utilizadoras de aparelhos auditivos porque ele permite que elas superem alguns desafios encontrados em espaços públicos, auditórios e salas de reuniões, como a presença de ruído de fundo, a reverberação do local e a distância da fonte sonora, que reduzem a capacidade de ouvir com clareza. O sistema consiste de um anel, formado por um fio isolado colocado ao longo do perímetro do ambiente, de um amplificador e de um microfone (Figura A). O som captado é amplificado e enviado em forma de corrente variável através do anel. Quando a corrente variável flui através do anel, um campo magnético é criado dentro do ambiente. Se o usuário de aparelho auditivo mudar o aparelho auditivo para a posição T, a bobina no aparelho auditivo (Figura B) interage com o campo magnético e cria uma corrente variável novamente. Esta, por sua vez, é amplificada e convertida pelo aparelho auditivo em som. O campo magnético dentro da área do anel é forte o suficiente para permitir que a pessoa com o aparelho auditivo se mova livremente pela sala e ainda receba o som em um nível de audição confortável. Figura A Figura B Disponível em: https://www.c-tec.com/hearing-loop-systems e em: https://hearinghealthmatters.org. [Adaptado]. Acesso em: 16 set. 2019. Sobre o assunto abordado e com base nas figuras e no exposto acima, é correto afirmar que:

• 01a corrente elétrica variável que percorre o anel produz um campo magnético estacionário no espaço ao seu redor.
• 02quando o anel é percorrido por uma corrente elétrica variável, ele produz um fluxo magnético variável no ambiente.
• 04quando a bobina do aparelho auditivo está imersa no campo magnético produzido pela corrente variável que percorre o anel, surge nela uma corrente elétrica induzida.
• 08quando a bobina do aparelho auditivo está imersa no campo magnético produzido pela corrente variável que percorre o anel, ela produz um campo magnético que sempre contribuirá para aumentar o fluxo magnético em que está imersa.
• 16o som captado se propaga no interior do fio com velocidade de 340 m/s.
• 32segundo a Lei de Biot-Savart, o campo magnético em um ponto P, produzido por uma corrente constante I que passa por um fio retilíneo, depende da distância R do fio ao ponto.

Para pessoas que conseguem mover a cabeça mas têm dificuldade em falar e mover os membros, uma ponteira laser adaptada aos óculos e um quadro de comunicação (figura ao lado) podem ser uma solução útil. O laser permite que uma pessoa com movimento limitado aponte diretamente para letras, palavras e frases em um painel de comunicação. As ponteiras laser são simples e fáceis de usar, além de fornecerem uma maneira extremamente rápida e eficiente de comunicação. Sobre o assunto abordado e com base no exposto acima, é correto afirmar que:

• 01de acordo com o modelo atômico de Bohr, ocorre um processo de emissão espontânea de um fóton pelo átomo, causando a transferência do elétron excitado para um nível de energia mais alta.
• 02a luz do laser não pode sofrer difração, por isso pode ser muito intensa.
• 04a luz produzida por um laser apresenta apenas uma frequência.
• 08a luz produzida pelo laser é extremamente direcional.
• 16de acordo com o modelo atômico de Bohr, um fóton absorvido por um elétron causa a transferência deste de um nível de energia mais baixa para um nível de energia mais alta.
• 32na produção do laser, um fóton externo estimula um elétron excitado a passar para um estado de mais baixa energia com a emissão de um fóton de mesma energia do fóton incidente; após o efeito, ambos os fótons se propagam juntos no espaço.