Unitau 2019.1 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Universidade de Taubaté

Medicina 2019.1 · Vestibular de Verão · questões de Física (Q61–70) — resolução comentada Método TEF.

Q61
Mecânica — Cinemática — Coerência entre posição e velocidade

Item para estudo, fora da pontuação. A revisão editorial identificou inconsistência. O gabarito documental foi preservado; consulte a resolução.

A tabela apresenta dados de uma partícula que se desloca em linha reta. A posição x é medida em metros em relação a um observador inercial na origem, e v é a velocidade instantânea em metros por segundo. Assinale a alternativa que apresenta somente funções que descrevem corretamente o movimento. A entrada de 24 m foi preservada como no documento original.

Posições e velocidades nos instantes observados
t (s)01234
x (m)1015243142
v (m/s)4681012
A)$x(t)=10+4t+t^2$ e $v(t)=4+2t$.
B)$x(t)=4+2t$ e $v(t)=10+4t+t^2$.
C)$x(t)=10+15t$ e $v(t)=-4+2t$.
D)$x(t)=10+5t+3t^2$ e $v(t)=5+6t$.
E)$x(t)=10+2t+2t^2$ e $v(t)=4+2t$.

Gabarito documental · com ressalva editorial

A
Resolução comentada

A linha de velocidades cresce de 4 a 12 m/s, com incremento de 2 m/s a cada segundo.

$$v(t)=4+2t$$

Integrando e usando a posição inicial de 10 m:

$$x(t)=10+4t+t^2$$

Essa função produz x(1)=15 m, x(2)=22 m, x(3)=31 m e x(4)=42 m.

A tabela original imprime x(2)=24 m, incompatível com a função e com a linha das velocidades. A opção do gabarito corresponde ao modelo pretendido, mas não reproduz todos os dados.

O item mantém o gabarito do arquivo e fica fora da pontuação por inconsistência da tabela.

Por que o item não recebe pontuação?
F · Física — sem nota
MUV com tabela incompatível.
M · Matemática — sem nota
Função quadrática.
E · Etapas — sem nota
Confrontar posição e velocidade.
C · Contexto — sem nota
24 m em t=2 diverge do modelo.
S · Sacada — sem nota
Verificar todos os dados.
D · Distratores — sem nota
A pretendida não reproduz linha completa.
R · Relações — sem nota
Somente cinemática.
Q62
Mecânica — Cinemática — Lançamento vertical

Um objeto é lançado verticalmente para cima e atinge a altura máxima do movimento apenas dois segundos após o lançamento. Após atingir essa altura máxima, o objeto cai até atingir o solo em um ponto dois metros abaixo do ponto de onde ocorreu o lançamento. Considere desprezíveis as dimensões do objeto, o atrito do objeto com o ar e, ainda, considere o módulo da aceleração gravitacional terrestre g = 10 m/s². Assinale a alternativa que apresenta somente afirmações verdadeiras sobre o movimento descrito.

A)O tempo total de voo do objeto (intervalo de tempo decorrido entre o lançamento e a aterrissagem) foi de 4 s.
B)Ao longo do movimento, o módulo da aceleração do objeto foi de 20 m/s².
C)O módulo da velocidade do objeto imediatamente antes de atingir o solo foi de 20 m/s.
D)Ao atingir a altura máxima do movimento, o módulo da aceleração do movimento foi de 0 m/s².
E)O módulo da velocidade de lançamento do objeto foi de 20 m/s.

Gabarito do documento da Unitau — Medicina 2019.1

E
Resolução comentada

No ponto mais alto, a componente vertical da velocidade é nula, mas a aceleração continua sendo a gravidade.

$$v_0=gt_{sub}$$

$$v_0=10\cdot2$$

$$v_0=20\,\mathrm{m/s}$$

O solo está 2 m abaixo do lançamento, portanto a queda dura mais que a subida e o módulo da velocidade de impacto supera 20 m/s.

Alternativa correta: E.

Por que cada critério recebeu esta nota?
F · Física — 2
Ápice vertical e aceleração constante.
M · Matemática — 1
Produto g por tempo.
E · Etapas — 2
Usar tempo de subida e conferir assimetria.
C · Contexto — 2
Solo dois metros abaixo do lançamento.
S · Sacada — 1
Velocidade nula não zera aceleração.
D · Distratores — 3
Tempo quatro e impacto vinte ignoram altura.
R · Relações — 0
Somente cinemática.
Q63
Mecânica — Dinâmica — Forças de contato

A figura abaixo mostra dois objetos em duas situações diferentes. Na situação A, uma força de módulo F = 100 N é aplicada diretamente sobre a massa M1, como mostra a figura. Na situação B, uma força de mesmo módulo e direção, mas em sentido inverso daquela da situação A, é aplicada diretamente sobre a massa M2. Em ambas as situações, o efeito da aplicação das forças é empurrar as massas apoiadas sobre a superfície, de tal forma que elas permaneçam em contato. Note que M1 = 2,5 M2. Considere desprezíveis todas as possíveis forças de atrito. Sobre as situações A e B, é TOTALMENTE CORRETO afirmar:

Dois blocos em contato sobre uma mesa: na situação A a força empurra M1 contra M2; em B empurra M2 contra M1, no sentido contrário. M1 vale 2,5 M2.
A)A força que M1 exerce sobre M2 na situação A tem a mesma intensidade que a força que M2 exerce sobre M1 na situação B.
B)A força que M1 exerce sobre M2 na situação A tem intensidade maior do que a força que M2 exerce sobre M1 na situação B.
C)A força que M1 exerce sobre M2 na situação A tem intensidade menor do que a força que M2 exerce sobre M1 na situação B.
D)A força que M1 exerce sobre M2 na situação A tem um quarto da intensidade que a força que M1 exerce sobre M2 na situação B.
E)A força que M1 exerce sobre M2 na situação A tem um quarto da intensidade que a força que M2 exerce sobre M1 na situação B.

Gabarito do documento da Unitau — Medicina 2019.1

C
Resolução comentada

As duas situações têm a mesma massa total e o mesmo módulo de força externa.

$$a=\frac F{M_1+M_2}$$

Empurrando M₁, a força de contato acelera M₂; empurrando M₂, ela acelera M₁.

$$F_{cont,A}=M_2a$$

$$F_{cont,B}=M_1a$$

$$\frac{F_{cont,A}}{F_{cont,B}}=\frac1{2{,}5}$$

A força de contato na situação A é menor. Em cada situação, separadamente, ação e reação têm módulos iguais.

Alternativa correta: C.

Por que cada critério recebeu esta nota?
F · Física — 2
Forças de contato em duas configurações.
M · Matemática — 2
Razão de massas.
E · Etapas — 3
Fixar aceleração comum e isolar cada bloco.
C · Contexto — 2
Força externa invertida e aplicada em outro corpo.
S · Sacada — 1
Terceira lei vale dentro de cada configuração.
D · Distratores — 3
Igualdade entre experiências confunde ação e reação.
R · Relações — 0
Somente dinâmica.
Q64
Mecânica — Trabalho e energia — Rampa com dissipação

A figura abaixo mostra um objeto, cujas dimensões são desprezíveis, que é lançado a partir do ponto A com uma velocidade de módulo vA = 10 m/s, paralela ao eixo horizontal. Após ser posto em movimento, o objeto se desloca ao longo da rampa até atingir o ponto B da rampa, localizado a uma altura h, em relação ao solo. Ao longo da trajetória entre os pontos A e B, 10% da energia mecânica do objeto são dissipadas devido às forças de atrito. Considere g = 10 m/s² Sobre o movimento descrito, é TOTALMENTE CORRETO afirmar que no ponto B

Objeto parte de A na base de uma rampa, com velocidade horizontal, e sobe até B, a uma altura h.
A)a altura máxima atingida no movimento, medida em relação ao solo, será de 5 m.
B)o módulo da velocidade do objeto será de 5 m/s, e a altura do objeto, medida em relação ao solo, será de 3,75 m.
C)O módulo da velocidade do objeto será de 5 m/s, e a altura do objeto, medida em relação ao solo, será de 4,50 m.
D)A altura do objeto será de 3,25 m, medida em relação ao solo, e o módulo da velocidade do objeto será de 4 m/s.
E)A altura do objeto será de 4,50 m, medida em relação ao solo, e o módulo da velocidade do objeto será de 0 m/s.

Gabarito do documento da Unitau — Medicina 2019.1

E
Resolução comentada

Com o solo como referência, a energia inicial por unidade de massa é:

$$\frac{E_A}{m}=\frac{10^2}{2}$$

$$\frac{E_A}{m}=50\,\mathrm{J/kg}$$

Depois da perda de 10%, no ponto B deve valer:

$$\frac{E_B}{m}=45\,\mathrm{J/kg}$$

$$\frac{v_B^2}{2}+10h_B=45$$

Conferindo os pares de velocidade e altura, somente o estado com vB=0 e hB=4,5 m satisfaz essa relação.

O par vB=4 m/s e hB=3,25 m, por exemplo, fornece 40,5 J/kg e não os 45 J/kg exigidos. Não é necessário supor antecipadamente que B seja o ponto de retorno: essa condição resulta do único estado oferecido compatível com o balanço.

Alternativa correta: E.

Por que cada critério recebeu esta nota?
F · Física — 2
Energia com dissipação.
M · Matemática — 1
Conferir pares h e v.
E · Etapas — 3
Calcular energia restante e testar alternativas.
C · Contexto — 2
Perda de 10% entre A e B.
S · Sacada — 1
Não basta testar só altura ou só velocidade.
D · Distratores — 3
D tem 40,5 J/kg e E tem os 45 J/kg exigidos.
R · Relações — 0
Somente energia mecânica.
Q65
Eletricidade — Circuitos — Potência em resistor

Uma fonte de tensão contínua regulada em 30 V alimenta dois resistores, conforme o circuito abaixo: Sabendo que o resistor R1 é de 2 ohms, é CORRETO afirmar que a potência por ele dissipada é de

Fonte de 30 V conectada a dois resistores em paralelo; R1 vale 2 ohms.
A)40 W
B)45 W
C)54 W
D)450 W
E)540 W

Gabarito do documento da Unitau — Medicina 2019.1

D
Resolução comentada

O resistor de 2 Ω está em paralelo com a fonte ideal e recebe a tensão de 30 V.

$$i=\frac{30}{2}$$

$$i=15\,\mathrm A$$

$$P_1=i^2R_1$$

$$P_1=15^2\cdot2$$

$$P_1=450\,\mathrm W$$

O resultado pressupõe a conexão mostrada no desenho; a figura deve ser consultada para identificar a tensão efetivamente aplicada ao resistor.

Alternativa correta: D.

Por que cada critério recebeu esta nota?
F · Física — 1
Potência de resistor em paralelo.
M · Matemática — 1
Quadrado e divisão.
E · Etapas — 2
Ler conexão e aplicar V²/R.
C · Contexto — 2
R1 ligado à fonte de 30 V.
S · Sacada — 1
Outro ramo não reduz tensão ideal.
D · Distratores — 3
45 W erra fator dez.
R · Relações — 0
Somente circuitos.
Q66
Termologia — Termometria — Escalas lineares

Um termômetro desconhecido X mede, em condições normais de temperatura e de pressão, a temperatura de fusão do gelo, e registra 20º X, e para a temperatura de ebulição da água registra 220º X. É CORRETO afirmar que a temperatura de 70º X de uma substância qualquer medida por esse termômetro equivalerá a quantos graus Fahrenheit?

A)77
B)54
C)45
D)32
E)23

Gabarito do documento da Unitau — Medicina 2019.1

A
Resolução comentada

Os pontos fixos definem a transformação linear entre X e Celsius.

$$\frac{X-20}{220-20}=\frac C{100}$$

$$C=\frac{70-20}{2}$$

$$C=25\,{}^\circ\mathrm C$$

Convertemos para Fahrenheit.

$$F=\frac95C+32$$

$$F=77\,{}^\circ\mathrm F$$

Alternativa correta: A.

Por que cada critério recebeu esta nota?
F · Física — 1
Duas escalas termométricas.
M · Matemática — 2
Proporção e transformação afim.
E · Etapas — 3
X para Celsius e Fahrenheit.
C · Contexto — 2
Pontos fixos em pressão normal.
S · Sacada — 0
Subtrair vinte antes de dividir.
D · Distratores — 3
32 é origem Fahrenheit e 45 confunde escala.
R · Relações — 0
Somente termometria.
Q67
Termologia — Calorimetria — Mistura de líquidos

Um bule contém 100 gramas de chá a 75º C, que foi misturado com 50 gramas de leite a 50º C, para abrandar um pouco a temperatura do chá. Sabendo que o calor específico do leite é igual a duas vezes o calor específico desse chá, que não houve mudança de fase no processo e que o sistema é termicamente isolado, é CORRETO afirmar que a temperatura dessa mistura é de

A)65,2 ºC
B)62,5 ºC
C)56,2 ºC
D)52,6 ºC
E)26,5 ºC

Gabarito do documento da Unitau — Medicina 2019.1

B
Resolução comentada

As capacidades térmicas são iguais, pois a massa do leite é metade e seu calor específico é o dobro.

$$C_{chá}=100c$$

$$C_{leite}=50\cdot2c$$

$$C_{leite}=100c$$

O calor perdido pelo chá iguala o recebido pelo leite.

$$100c(75-T)=100c(T-50)$$

$$T=62{,}5\,{}^\circ\mathrm C$$

Alternativa correta: B.

Por que cada critério recebeu esta nota?
F · Física — 2
Balanço de calor e capacidade térmica.
M · Matemática — 1
Razão entre massas e calores.
E · Etapas — 2
Reconhecer capacidades iguais e calcular equilíbrio.
C · Contexto — 2
Leite tem metade da massa e dobro de c.
S · Sacada — 1
Média simples resulta de capacidades e não massas iguais.
D · Distratores — 3
Temperaturas próximas à média ponderada errada.
R · Relações — 0
Somente calorimetria.
Q68
Eletricidade — Circuitos — Potência da fonte

Uma fonte de tensão contínua, regulada em 10 V, alimenta os resistores R1 e R2, conforme o circuito abaixo. Sabendo que as resistências de R1 e R2 são, respectivamente, 2 ohms e 4 ohms, é CORRETO afirmar que a potência fornecida pela fonte ao circuito é de

Fonte de 10 V ligada em paralelo a R1 de 2 ohms e R2 de 4 ohms.
A)7,5 W
B)55 W
C)57 W
D)75 W
E)77 W

Gabarito do documento da Unitau — Medicina 2019.1

D
Resolução comentada

Os resistores de 2 Ω e 4 Ω estão em paralelo e recebem a mesma tensão de 10 V.

$$\frac1{R_{eq}}=\frac12+\frac14$$

$$R_{eq}=\frac43\,\Omega$$

$$P=\frac{V^2}{R_{eq}}$$

$$P=\frac{100}{4/3}$$

$$P=75\,\mathrm W$$

Alternativa correta: D.

Por que cada critério recebeu esta nota?
F · Física — 2
Potência total no paralelo.
M · Matemática — 2
Soma de frações.
E · Etapas — 2
Identificar tensão comum e somar potências.
C · Contexto — 2
Fonte ideal de 10 V.
S · Sacada — 1
Dois ramos consomem simultaneamente.
D · Distratores — 3
7,5 W é erro decimal.
R · Relações — 0
Somente circuitos.
Q69
Óptica — Propagação retilínea — Campo visual

A figura abaixo mostra a distância mínima entre um barco e uma torre a partir da qual o centro do barco torna-se visível para um observador situado no alto da torre. Sabendo que θ = 30º e a altura da torre é de 50 m, calcule a distância entre o centro do barco e a borda da torre. Dado: sen(30º) = 1∕2 e cos(30º)=√3 2 ⁄ ;

Linha de visada do barco tangencia a borda da torre. O ângulo de 30 graus é medido entre essa linha e o horizonte.
A)50√3
B)3√50
C)50√3/3
D)3√3/50
E)25√3

Gabarito do documento da Unitau — Medicina 2019.1

A
Resolução comentada

O ângulo indicado é entre a linha de visada e o horizonte. Por igualdade de ângulos alternos, a inclinação dessa linha com a horizontal no barco também é 30°.

$$\tan30^\circ=\frac{50}{d}$$

$$d=50\frac{\cos30^\circ}{\sin30^\circ}$$

$$d=50\sqrt3\,\mathrm m$$

Alternativa correta: A.

Por que cada critério recebeu esta nota?
F · Física — 2
Visada e propagação retilínea.
M · Matemática — 2
Tangente com radical.
E · Etapas — 2
Ler referência angular e achar distância.
C · Contexto — 2
30 graus com horizontal.
S · Sacada — 1
Usar tangente e não seno isolado.
D · Distratores — 3
50√3/3 inverte a razão.
R · Relações — 0
Somente óptica.
Q70
Física moderna — Dualidade — Modelos da luz

No âmbito da Física Moderna, a luz é apontada como tendo um comportamento dual, ou seja, em algumas situações se comporta como um feixe de partículas, ao passo que, em outras, como uma onda eletromagnética. Considerando o comportamento dual da luz, é TOTALMENTE CORRETO afirmar:

A)A refração da luz não pode ser explicada pelo comportamento ondulatório.
B)A reflexão da luz não pode ser explicada pelo comportamento ondulatório.
C)A reflexão, a refração e a interferência da luz podem ser explicadas pelo comportamento ondulatório.
D)A interferência da luz só pode ser explicada pelo comportamento corpuscular (partículas).
E)O efeito fotoelétrico só pode ser explicado pelo comportamento ondulatório.

Gabarito do documento da Unitau — Medicina 2019.1

C
Resolução comentada

No modelo ondulatório, reflexão e refração são descritas pelas condições nas interfaces, e interferência pela superposição das ondas.

O efeito fotoelétrico exige considerar a energia dos fótons, E=hf, para explicar o limiar de emissão.

Portanto, reflexão, refração e interferência são compatíveis com a descrição ondulatória da luz.

Alternativa correta: C.

Por que cada critério recebeu esta nota?
F · Física — 2
Descrição ondulatória e fótons.
M · Matemática — 0
Sem cálculo.
E · Etapas — 2
Classificar fenômenos por modelo.
C · Contexto — 1
Dualidade contextualizada.
S · Sacada — 1
Fotoelétrico exige quantização para limiar.
D · Distratores — 3
Interferência atribuída só a partículas.
R · Relações — 1
Óptica ondulatória e física quântica.
↑ Voltar ao topo