Unaerp Medicina 2016.1 — Física com Gabarito e Resolução

Q27

Mecânica — Impulso e quantidade de movimento — Teorema do impulso em duas etapas

Um corpo sofre inicialmente um impulso de uma força de $40\,\mathrm{N}$ durante $2\,\mathrm{s}$ e em seguida uma força de $50\,\mathrm{N}$ durante mais $3\,\mathrm{s}$, provocando uma variação da quantidade de movimento ($\Delta Q$). Sabendo-se que sua massa é igual a $0{,}2\,\mathrm{kg}$ e sua velocidade, antes de sofrer esse impulso, era de $40\,\mathrm{m/s}$, podemos afirmar que a velocidade final após o impulso total é, em m/s,

A)$230$

B)$2224$

C)$400$

D)$880$

E)$1190$

Gabarito oficial

Resolução comentada

O impulso total é a soma dos impulsos: $I=40\cdot2+50\cdot3=230\,\mathrm{N\cdot s}$, que é igual a $\Delta Q$.

$$\Delta v=\frac{\Delta Q}{m}=\frac{230}{0{,}2}=1150\,\mathrm{m/s}\;\Rightarrow\;v=40+1150=1190\,\mathrm{m/s}$$

Q28

Eletricidade — Resistores — Segunda lei de Ohm

Um fio cilíndrico mantido a temperatura constante apresenta comprimento de $100\,\mathrm{m}$, área de seção transversal $0{,}02\,\mathrm{m^2}$ e constante de resistividade $2\times10^{-6}\,\Omega\cdot\mathrm{m}$. Podemos afirmar que para uma corrente de $4{,}0\,\mathrm{A}$ sua ddp é, em V,

A)$0{,}01$

B)$0{,}02$

C)$0{,}03$

D)$0{,}04$

E)$0{,}06$

Gabarito oficial

Resolução comentada

$$R=\rho\frac{L}{A}=2\times10^{-6}\cdot\frac{100}{0{,}02}=0{,}01\,\Omega$$

$$U=R\,i=0{,}01\cdot4{,}0=0{,}04\,\mathrm{V}$$

Q29

Ondulatória — Ondas estacionárias — Distância entre nós em tubo aberto

Em um tubo cilíndrico com as extremidades abertas é colocado um diapasão para vibrar em uma frequência de $680\,\mathrm{Hz}$. Adotando a velocidade do som no interior do tubo em $340\,\mathrm{m/s}$, podemos afirmar que a distância entre dois nós da onda estacionária formada no tubo é, em m,

A)$0{,}10$

B)$0{,}25$

C)$0{,}35$

D)$0{,}50$

E)$0{,}75$

Gabarito oficial

Resolução comentada

$$\lambda=\frac{v}{f}=\frac{340}{680}=0{,}50\,\mathrm{m}$$

Em uma onda estacionária, dois nós consecutivos distam meio comprimento de onda:

$$d=\frac{\lambda}{2}=0{,}25\,\mathrm{m}$$

Q30

Mecânica — Trabalho e energia — Variação da energia cinética

A velocidade instantânea, em função do tempo, de um corpo de massa $100\,\mathrm{kg}$ é dada pela equação $v(t)=10+4t$. Podemos afirmar que a variação da energia cinética entre o tempo $t_0=0\,\mathrm{s}$ e $t_f=5\,\mathrm{s}$ é, em kJ,

A)$10$

B)$15$

C)$20$

D)$40$

E)$60$

Gabarito oficial

Resolução comentada

As velocidades são $v(0)=10\,\mathrm{m/s}$ e $v(5)=10+4\cdot5=30\,\mathrm{m/s}$.

$$\Delta E_c=\tfrac12\cdot100\,(30^2-10^2)=50\cdot800=40\,000\,\mathrm{J}=40\,\mathrm{kJ}$$

Q31

Termologia — Termodinâmica — Rendimento de máquina térmica

O sistema térmico representado na figura descreve o fluxo de energia entre dois reservatórios para realizar um trabalho $\tau$.

Máquina térmica entre um reservatório quente e um frio, realizando trabalho de 300 J e rejeitando Q2 igual a 60 J

Podemos afirmar que o rendimento do sistema é, aproximadamente, em %,

A)$16{,}7$

B)$25{,}3$

C)$83{,}3$

D)$93{,}3$

E)$96{,}7$

Gabarito oficial

Resolução comentada

Pela conservação de energia, $Q_1=\tau+Q_2=300+60=360\,\mathrm{J}$.

$$\eta=\frac{\tau}{Q_1}=\frac{300}{360}\approx0{,}833=83{,}3\%$$

Q32

Eletricidade — Campo elétrico — Carga geradora a partir da força sobre a carga de prova

O campo elétrico em um ponto P é $E_P$. Quando uma carga de prova $q_0$ de $20\,\mathrm{nC}$ é posicionada nesse ponto P, sofre uma força de $0{,}002\,\mathrm{N}$. Sabendo-se que a carga puntual geradora do campo elétrico está posicionada a uma distância de $2\,\mathrm{m}$, podemos afirmar que o módulo da carga geradora do campo é, em $\mu\mathrm{C}$,

Dados: $k=9\times10^{9}\,\mathrm{N\cdot m^2/C^2}$

A)$44{,}4$

B)$60{,}0$

C)$62{,}0$

D)$74{,}4$

E)$75{,}5$

Gabarito oficial

Resolução comentada

$$E=\frac{F}{q_0}=\frac{2\times10^{-3}}{2\times10^{-8}}=10^{5}\,\mathrm{N/C}$$

$$E=\frac{kQ}{d^2}\;\Rightarrow\;Q=\frac{E\,d^2}{k}=\frac{10^{5}\cdot4}{9\times10^{9}}\approx4{,}44\times10^{-5}\,\mathrm{C}=44{,}4\,\mu\mathrm{C}$$

Q33

Mecânica — Cinemática — Gráfico espaço × tempo com descontinuidade

O gráfico espaço versus tempo representa o movimento de um corpo.

Gráfico S(m) por t(s): reta de 0 a 10 m entre 0 e 20 s, salto para −5 m em 20 s e permanência em −5 m até 30 s

Seu deslocamento no intervalo de tempo entre $0$ e $30\,\mathrm{s}$ e sua velocidade média entre $0$ e $10\,\mathrm{s}$ são, respectivamente, em m e m/s,

A)$0$; $0{,}5$

B)$10$; $0{,}5$

C)$50$; $7{,}5$

D)$60$; $2{,}5$

E)$80$; $2{,}5$

Gabarito oficial

Anulada

Resolução comentada

Entre $0$ e $20\,\mathrm{s}$ a reta vai de $0$ a $10\,\mathrm{m}$, logo em $t=10\,\mathrm{s}$ o corpo está em $5\,\mathrm{m}$ e $v_m=\dfrac{5-0}{10}=0{,}5\,\mathrm{m/s}$.

O deslocamento entre $0$ e $30\,\mathrm{s}$ é $\Delta S=S_f-S_i=-5-0=-5\,\mathrm{m}$.

Nenhuma alternativa traz $-5\,\mathrm{m}$, e a banca anulou a questão. O gráfico também mostra um salto instantâneo de posição em $t=20\,\mathrm{s}$, o que é fisicamente impossível.

Q34

Mecânica — Dinâmica — Plano inclinado com atrito

Uma caixa de massa $5{,}0\,\mathrm{kg}$ escorrega, a partir do repouso, em uma rampa plana de $5{,}0\,\mathrm{m}$ de comprimento com inclinação de $45^\circ$. Sabendo que o coeficiente de atrito cinético é constante e vale $0{,}2$ ao longo da descida, a velocidade ao final da rampa é melhor representada, em m/s,

A)$2{,}3$

B)$3{,}5$

C)$5{,}6$

D)$7{,}5$

E)$8{,}3$

Gabarito oficial

Resolução comentada

Ao longo da rampa, $ma=mg\sin45^\circ-\mu\,mg\cos45^\circ$, e a massa se cancela:

$$a=10\cdot0{,}707\,(1-0{,}2)\approx5{,}66\,\mathrm{m/s^2}$$

$$v=\sqrt{2\,a\,d}=\sqrt{2\cdot5{,}66\cdot5{,}0}\approx7{,}5\,\mathrm{m/s}$$

Unaerp 2016.1 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Dados da prova