Prova Tipo A · aplicada em 14 de novembro de 2024 · questões 16 a 23 de Física.
Dados da prova
Medicina Mackenzie 2025.1, campus Alphaville. Prova Tipo A aplicada em 14/11/2024. A seção de Física ocupa as questões 16 a 23.
14/11/2024 · Tipo A · Questões 16 a 23
Q16
Mecânica — Dinâmica — Sistemas de Blocos
No sistema representado a seguir, o bloco A de massa $m_A=4\text{ kg}$ está apoiado em um plano inclinado com $30^\circ$ em relação à horizontal, enquanto o bloco B de massa $m_B=6\text{ kg}$ está suspenso por uma corda ideal e uma polia sem atrito. Ambos os blocos estão conectados por um fio inextensível que passa pela polia.
Desprezando os atritos e considerando $g=10\text{ m/s}^2$, a aceleração do sistema dos dois blocos é igual a
A)$1\text{ m/s}^2$
B)$2\text{ m/s}^2$
C)$3\text{ m/s}^2$
D)$4\text{ m/s}^2$
E)$5\text{ m/s}^2$
Gabarito — Mackenzie 2025.1
D
Resolução comentada
Para o conjunto, a tração é força interna. A força que puxa B para baixo é $m_Bg=60\text{ N}$ e a componente do peso de A ao longo do plano é $m_Ag\sin30^\circ=20\text{ N}$.
Logo, $F_R=60-20=40\text{ N}$ e $m_{tot}=10\text{ kg}$.
$a=F_R/m_{tot}=40/10=4\text{ m/s}^2$.
Alternativa correta: D.
Q17
Mecânica — Dinâmica — Força Normal
Durante uma mudança em uma oficina mecânica, um funcionário precisa deslocar uma pesada caixa de ferramentas com massa $m$ sobre uma superfície horizontal. Para realizar essa tarefa, ele decide aplicar uma força $F$ usando uma corda presa à caixa, inclinada a $30^\circ$ em relação à horizontal. Apesar da força aplicada, a caixa permanece em repouso sobre a superfície.
Considerando a aceleração gravitacional local igual a $g$, o valor correspondente para a força normal exercida sobre a caixa nessa situação é igual a
A)$N=mg$
B)$N=mg-F\sin30^\circ$
C)$N=mg+F\sin30^\circ$
D)$N=mg-F\cos30^\circ$
E)$N=F\cos30^\circ-mg$
Gabarito — Mackenzie 2025.1
B
Resolução comentada
Na vertical, a caixa está em equilíbrio. Assim, $N+F\sin30^\circ-mg=0$.
Portanto, $N=mg-F\sin30^\circ$.
Alternativa correta: B.
Q18
Mecânica — Cinemática — Lançamento Oblíquo
Um atleta realiza um salto em distância, impulsionando-se com uma velocidade inicial de $11\text{ m/s}$, ângulo de $23^\circ$ em relação ao solo. O ponto de decolagem está ao nível do solo e a resistência do ar é desprezível.
Dados: $g=10\text{ m/s}^2$, $\sin23^\circ=0{,}39$ e $\cos23^\circ=0{,}92$.
Qual é, aproximadamente, o alcance horizontal do salto?
A)$7{,}5\text{ m}$
B)$8{,}7\text{ m}$
C)$9{,}5\text{ m}$
D)$10{,}0\text{ m}$
E)$11{,}2\text{ m}$
Gabarito — Mackenzie 2025.1
B
Resolução comentada
$v_x=11(0{,}92)=10{,}12\text{ m/s}$ e $v_y=11(0{,}39)=4{,}29\text{ m/s}$.
Como a chegada ocorre no mesmo nível, $t=2v_y/g=0{,}858\text{ s}$.
O alcance é $A=v_xt\approx10{,}12(0{,}858)\approx8{,}7\text{ m}$.
Alternativa correta: B.
Q19
Óptica — Óptica Geométrica — Lentes Esféricas
Um objeto é colocado a $25\text{ cm}$ de distância de uma lente convergente com distância focal de $20\text{ cm}$. Qual é a distância entre o objeto e a imagem formada pela lente?
A)$50\text{ cm}$
B)$100\text{ cm}$
C)$75\text{ cm}$
D)$40\text{ cm}$
E)$125\text{ cm}$
Gabarito — Mackenzie 2025.1
E
Resolução comentada
Pela equação de Gauss, $1/f=1/p+1/p^{\prime}$.
$1/20=1/25+1/p^{\prime}$, portanto $1/p^{\prime}=1/100$ e $p^{\prime}=100\text{ cm}$.
Como a imagem é real e está no lado oposto da lente, a distância objeto–imagem é $25+100=125\text{ cm}$.
Alternativa correta: E.
Q20
Mecânica — Hidrostática — Empuxo
Um corpo sólido de volume $V$, feito de material com densidade $\rho_1$, solta-se do fundo de um tanque cheio de líquido de densidade $\rho_2$ e sobe até a superfície.
Se, durante a subida, o módulo da aceleração do corpo for $20\%$ de $g$, qual será a razão entre a densidade do líquido e a densidade do corpo? Desconsidere a resistência do líquido.
A)$\frac{6}{5}$
B)$\frac{4}{5}$
C)$\frac{5}{4}$
D)$\frac{1}{5}$
E)$1$
Gabarito — Mackenzie 2025.1
A
Resolução comentada
O empuxo é $E=\rho_2Vg$ e o peso é $P=\rho_1Vg$. Pela 2ª lei de Newton:
$\rho_2Vg-\rho_1Vg=(\rho_1V)(0{,}2g)$.
Cancelando $Vg$: $\rho_2-\rho_1=0{,}2\rho_1$, então $\rho_2=1{,}2\rho_1$.
Logo, $\rho_2/\rho_1=6/5$.
Alternativa correta: A.
Q21
Eletricidade — Eletrostática — Campo Elétrico Uniforme
Duas placas condutoras paralelas e horizontais, A e B, estão separadas por $8{,}0\text{ cm}$. A placa A está a $60\text{ kV}$ e a placa B a $0\text{ V}$. Uma partícula de massa $1{,}5\cdot10^{-13}\text{ kg}$ está suspensa e em repouso no ponto médio entre as placas. Sabendo que $g=10\text{ m/s}^2$, determine o módulo da carga elétrica $q$ da partícula.
No equilíbrio, $|q|E=mg$. Assim, $|q|=(1{,}5\cdot10^{-13}\cdot10)/(7{,}5\cdot10^5)=2{,}0\cdot10^{-18}\text{ C}$.
Alternativa correta: D.
Q22
Eletromagnetismo — Campo Magnético — Solenoide
Na figura abaixo, um solenoide é percorrido por uma corrente elétrica de $3\text{ A}$. Considere densidade de espiras $n=1000\text{ espiras/m}$ e $\mu_0=4\pi\cdot10^{-7}\text{ T·m/A}$.
Determine a intensidade, a direção e o sentido do campo magnético $B$ no centro do solenoide.
A)$B=6\pi\cdot10^{-4}\text{ T}$, horizontalmente para a esquerda.
B)$B=12\pi\cdot10^{-4}\text{ T}$, horizontalmente para a direita.
C)$B=12\pi\cdot10^{-4}\text{ T}$, horizontalmente para a esquerda.
D)$B=6\pi\cdot10^{-4}\text{ T}$, horizontalmente para a direita.
E)$B=3\pi\cdot10^{-4}\text{ T}$, horizontalmente para a esquerda.
Pelo sentido da corrente mostrado e pela regra da mão direita, o campo no interior aponta horizontalmente para a direita.
Alternativa correta: B.
Q23
Eletricidade — Eletrodinâmica — Leis de Kirchhoff
Em um circuito com diferentes associações de resistores e fontes de tensão, deseja-se calcular a corrente elétrica que passa pelo resistor de $20\text{ Ω}$.
A)$125\text{ mA}$
B)$375\text{ mA}$
C)$500\text{ mA}$
D)$625\text{ mA}$
E)$1375\text{ mA}$
Gabarito — Mackenzie 2025.1
D
Resolução comentada
Os resistores de $60\text{ Ω}$ e $30\text{ Ω}$ estão em paralelo: $R_p=(60\cdot30)/(60+30)=20\text{ Ω}$.
Esse equivalente está em série com o resistor de $20\text{ Ω}$, logo $R_{eq}=40\text{ Ω}$.
As fontes se opõem: $\mathcal{E}_{eq}=40-15=25\text{ V}$.
