Universidade de Ribeirão Preto
Medicina 2013.2 · Processo Seletivo · questões de Física (Q31–40) — resolução comentada Método TEF.
Unaerp Medicina · Processo Seletivo 2013.2 (08/06/2013) · Prova Tipo 1 (Medicina) · Física Q31–40 · $g=10\,\mathrm{m/s^2}$.
Caderno “Medicina” (arquivo 2013.2) e gabarito oficial da área Saúde (Medicina), Tipo 1, atualizado em 13/06/2013 (arquivo 2013.2_gab, digitalizado). Numeração, enunciados e alternativas preservados. Na figura da Q40, o fundo amarelo do caderno foi removido.
As dez questões têm gabarito oficial compatível com a resolução. O enunciado da Q38 não dá o calor específico da água, e a resolução adota $1\,\mathrm{cal/(g\cdot^\circ C)}$.
Um termômetro clínico apresenta uma escala dividida como mostra a figura. Sua menor divisão é, em $^\circ\mathrm{C}$:
Entre os valores $36$ e $37$ há $5$ intervalos iguais, delimitados pelos traços da escala.
$$\text{menor divisão}=\frac{37-36}{5}=0{,}2\,{}^{\circ}\mathrm{C}$$
Um feixe de laser é aplicado para assepsia final no tratamento de um dente. Sabendo que o comprimento de onda dessa radiação é $3\,\mu\mathrm{m}$ e sua velocidade de propagação é $3\cdot10^{8}\,\mathrm{m/s}$, sua frequência é, em Hz:
$$f=\frac{v}{\lambda}=\frac{3\times10^{8}}{3\times10^{-6}}=10^{14}\,\mathrm{Hz}$$
Um jogador de futebol chuta a bola na direção do gol adversário na forma de um lançamento oblíquo. A bola percorre uma distância horizontal de $20\,\mathrm{m}$ até atingir o solo novamente, e atinge uma altura máxima de $5\,\mathrm{m}$. A velocidade imprimida à bola na hora do chute foi, em m/s:
Na subida, $v_y^2=2gh=2\cdot10\cdot5=100$, logo $v_y=10\,\mathrm{m/s}$. O tempo de subida é $v_y/g=1\,\mathrm{s}$ e o de voo é $2\,\mathrm{s}$.
O alcance dá $v_x=\dfrac{20}{2}=10\,\mathrm{m/s}$.
$$v=\sqrt{v_x^2+v_y^2}=\sqrt{100+100}=\sqrt{200}\,\mathrm{m/s}$$
Um circuito elétrico de uma casa consiste dos aparelhos listados, ligados em paralelo. A tensão de alimentação é $120\,\mathrm{V}$, e a potência de cada aparelho consta da tabela.
| Aparelho | Potência (kW) |
|---|---|
| Geladeira | $0{,}20$ |
| Forno de micro-ondas | $1{,}2$ |
| Cafeteira | $1{,}0$ |
Quando todos os aparelhos são ligados simultaneamente, a corrente elétrica no circuito é, em A:
A potência total é $P=0{,}20+1{,}2+1{,}0=2{,}4\,\mathrm{kW}=2400\,\mathrm{W}$.
$$i=\frac{P}{U}=\frac{2400}{120}=20\,\mathrm{A}$$
Um sólido e um líquido apresentam densidades iguais a $1{,}0\,\mathrm{g/cm^3}$ e $1{,}05\,\mathrm{g/cm^3}$, respectivamente, a $0\,{}^{\circ}\mathrm{C}$. Nessa temperatura, o sólido flutua no líquido. A temperatura necessária, que melhor representa o resultado, para que o sólido fique totalmente mergulhado no líquido é, em $^\circ\mathrm{C}$:
Dados: $\beta_S=1\cdot10^{-6}\,{}^{\circ}\mathrm{C}^{-1}$ e $\beta_L=200\cdot10^{-6}\,{}^{\circ}\mathrm{C}^{-1}$
O sólido fica totalmente mergulhado quando sua densidade se iguala à do líquido: $\dfrac{1{,}0}{1+\beta_ST}=\dfrac{1{,}05}{1+\beta_LT}$.
$$1+200\times10^{-6}T=1{,}05+1{,}05\times10^{-6}T\;\Rightarrow\;198{,}95\times10^{-6}\,T=0{,}05$$
$$T\approx251\,{}^{\circ}\mathrm{C}\approx250\,{}^{\circ}\mathrm{C}$$
Um gás, recebendo calor, realiza trabalho sobre o meio nas transformações:
Na transformação adiabática não há troca de calor, então o gás não recebe calor. Na isométrica o volume é constante, então o trabalho é nulo.
Na isotérmica, o calor recebido é convertido em trabalho ($Q=W$). Na isobárica, o gás recebe calor, expande e realiza trabalho $W=p\,\Delta V$. As duas atendem ao enunciado.
Um corpo de massa igual a $0{,}5\,\mathrm{kg}$, em dado intervalo de tempo, sofre um impulso de $40\,\mathrm{kg\cdot m/s}$, provocando uma variação da quantidade de movimento ($\Delta Q$). Sabendo-se que sua velocidade inicial é $v_0=10\,\mathrm{m/s}$, podemos afirmar que a velocidade final, após o impulso, é, em m/s:
$$\Delta v=\frac{I}{m}=\frac{40}{0{,}5}=80\,\mathrm{m/s}\;\Rightarrow\;v=v_0+\Delta v=10+80=90\,\mathrm{m/s}$$
Um processo térmico eleva a temperatura de $100\,\mathrm{kg}$ de água em $20\,{}^{\circ}\mathrm{C}$. Sabendo-se que o sistema perde para o meio externo $800\,\mathrm{kJ}$ durante o processo, podemos afirmar que a energia total consumida é, em kJ:
Usar $1\,\mathrm{cal}=4{,}2\,\mathrm{J}$
Com $c=1\,\mathrm{cal/(g\cdot^\circ C)}=4{,}2\,\mathrm{kJ/(kg\cdot^\circ C)}$, o calor que aquece a água é:
$$Q=m\,c\,\Delta T=100\cdot4{,}2\cdot20=8400\,\mathrm{kJ}$$
A energia consumida soma as perdas: $8400+800=9200\,\mathrm{kJ}$.
A tensão em um circuito é expressa pela equação $U=20\cos(\omega t)$. Sabendo-se que sua frequência ($f$) é $0{,}25\,\mathrm{Hz}$, para um tempo $t=2\,\mathrm{s}$ teremos uma tensão, em V:
$$\omega=2\pi f=2\pi\cdot0{,}25=\frac{\pi}{2}\,\mathrm{rad/s}\;\Rightarrow\;\omega t=\frac{\pi}{2}\cdot2=\pi$$
$$U=20\cos\pi=-20\,\mathrm{V}$$
Uma esfera de massa $8{,}7\,\mathrm{g}$ encontra-se suspensa por um fio ideal de comprimento $L$, carregada com uma carga $Q=20\,\mu\mathrm{C}$, e submetida a um campo elétrico $E$. Podemos afirmar que o módulo do campo elétrico para manter o sistema estático é, em N/C:
$\cos30^\circ=0{,}87$
Na vertical, $T\cos30^\circ=mg$; na horizontal, $T\sin30^\circ=QE$. Dividindo as equações:
$$\tan30^\circ=\frac{QE}{mg}\;\Rightarrow\;E=\frac{mg\tan30^\circ}{Q}=\frac{8{,}7\times10^{-3}\cdot10\cdot(0{,}50/0{,}87)}{20\times10^{-6}}$$
$$E=\frac{0{,}050}{2{,}0\times10^{-5}}=2500\,\mathrm{N/C}$$