Albert Einstein 2025 — Questões de Física comentadas — Método TEF
Faculdade Israelita de Ciências da Saúde Albert Einstein
Vestibular 2025 · Prova I (Conhecimentos Gerais), questões de Física (Q36-40), mais 1 questão discursiva — resolução comentada Método TEF.
Dados da prova
Nas questões de Física, quando necessário, utilize:
aceleração da gravidade: $g = 10\,m/s^2$
Q36
Mecânica — Cinemática — Gráfico
O fenômeno da fadiga térmica pode ocorrer no sistema de freios de um veículo pesado, se o condutor utilizar os freios para controlar continuamente a velocidade desse veículo, em um longo trecho de declive. Ao final desse trecho, o atrito entre as pastilhas e os discos de freio pode não ser suficiente para frear o veículo porque o grande aquecimento provocado por esse atrito diminui o coeficiente de atrito entre os materiais do freio. O gráfico mostra como varia o coeficiente de atrito entre o aço do disco de freio e o material que recobre as pastilhas do freio de um caminhão, em função da temperatura.
Considere que, em uma frenagem contínua em um longo trecho de declive de uma rodovia, as forças de compressão entre as pastilhas e os discos de freio das rodas desse caminhão se mantenham constantes. Se, nessa frenagem, a temperatura do freio aumentar de 200 ºC para 350 ºC, as intensidades das forças de atrito entre as pastilhas e os discos de freio sofrerão uma redução de
A)10%.
B)25%.
C)20%.
D)50%.
E)40%.
Gabarito oficial
E
Resolução comentada
A normal permanece constante; a força de atrito varia na mesma proporção que o coeficiente.
$$F_{at}=\mu N$$
Use os valores do gráfico a duzentos e trezentos e cinquenta graus Celsius.
Termologia — Termodinâmica — Ciclo Termodinâmico: Diagrama Pressão x Volume
O diagrama pressão x volume representa um ciclo termodinâmico efetuado por um gás refrigerante de um sistema de ar condicionado utilizado no processo de resfriamento do interior de um veículo. Nesse processo, o gás absorve calor do interior do veículo ($Q_{int}$) e libera calor para o meio exterior ($Q_{ext}$).
Sabe-se que, nesse ciclo: AB representa uma compressão adiabática; BC representa uma compressão isobárica; CD representa uma expansão adiabática; DA representa uma expansão isobárica.
Considerando o gás ideal e a primeira lei da termodinâmica, o gás do sistema de ar condicionado sofreu aquecimento nas transformações
A)AB e DA.
B)AB e CD.
C)BC e DA.
D)BC e CD.
E)CD e DA.
Gabarito oficial
A
Resolução comentada
Na compressão adiabática AB, o gás recebe trabalho sem trocar calor. Sua energia interna e sua temperatura aumentam.
Na expansão isobárica DA, o volume aumenta; para pressão constante, a temperatura também aumenta.
Na compressão isobárica BC ocorre resfriamento. Na expansão adiabática CD, o gás realiza trabalho e esfria.
Portanto, as etapas de aumento de temperatura são AB e DA. Aquecimento não exige necessariamente recebimento de calor.
Q38
Óptica — Refração — Reflexão Total e Ângulo Limite: Diamante
O brilho de um diamante deve-se ao seu alto índice de refração em relação ao ar e à sua lapidação, ou seja, à forma como a pedra é cortada, com muitas faces em ângulos variados. O índice de refração de um diamante em relação ao ar é tal que o ângulo limite para refração dentro do diamante é de 24º. A figura 1 mostra a imagem de um diamante e a figura 2 mostra uma secção transversal desse diamante e três raios de luz monocromática, a, b e c, e suas trajetórias, após incidirem sobre faces desse diamante.
Figura 1
Figura 2
Considerando as informações apresentadas, tem-se que:
A)$\alpha > 24°$, $\beta > 24°$ e $\delta = 24°$
B)$\alpha \lt 24°$, $\beta > 24°$ e $\delta = 24°$
C)$\alpha = 24°$, $\beta \lt 24°$ e $\delta > 24°$
D)$\alpha > 24°$, $\beta \lt 24°$ e $\delta = 24°$
E)$\alpha > 24°$, $\beta \lt 24°$ e $\delta > 24°$
Gabarito oficial
D
Resolução comentada
Compare cada incidência com o ângulo limite de vinte e quatro graus, medido com a normal.
O raio associado a alfa sofre reflexão total.
$$\alpha>24^\circ$$
O raio associado a beta emerge sem ser rasante.
$$\beta<24^\circ$$
O raio associado a delta emerge rasante, na condição limite.
$$\delta=24^\circ$$
Q39
Ondulatória — MHS — Direção de Oscilação e Transporte de Energia
A figura mostra uma corda na qual se propaga uma onda transversal. As cristas e os vales dessa onda estão todos contidos no plano xy e a velocidade de propagação da onda tem a mesma direção e o mesmo sentido do eixo x.
Com relação à direção de oscilação dos pontos dessa corda e à matéria transportada pela onda, tem-se que todos os pontos da corda, atingidos pela onda, oscilam
A)apenas na direção y e, enquanto se propaga, a onda transporta matéria.
B)apenas na direção y e, enquanto se propaga, a onda não transporta matéria.
C)nas direções x e y e, enquanto se propaga, a onda não transporta matéria.
D)nas direções x e y e, enquanto se propaga, a onda transporta matéria.
E)apenas na direção x e, enquanto se propaga, a onda não transporta matéria.
Gabarito oficial
B
Resolução comentada
A onda se propaga ao longo de x. Por ser transversal, cada ponto da corda oscila na direção perpendicular, y.
Os pontos oscilam em torno de suas posições de equilíbrio. A perturbação transporta energia sem transportar matéria ao longo da corda.
Q40
Eletricidade — Eletrodinâmica — Resistência de Fios e Associação em Paralelo
Um circuito elétrico simples é formado por um gerador e um amperímetro ideais e um fio de cobre de resistência R. Nesse circuito, a indicação no amperímetro é $i_1$, conforme a figura 1. Os demais fios de ligação têm resistência desprezível.
Para montar um segundo circuito, esse mesmo fio é cortado em três pedaços de mesmo comprimento e esses pedaços são ligados ao mesmo gerador, conforme a figura 2. Nessa situação, a indicação no amperímetro é $i_2$.
Comparando os valores de $i_1$ e de $i_2$, tem-se que:
A)$i_2 = 9i_1$
B)$i_2 = \dfrac{i_1}{3}$
C)$i_2 = i_1$
D)$i_2 = \dfrac{i_1}{9}$
E)$i_2 = 3i_1$
Gabarito oficial
A
Resolução comentada
Inicialmente, o fio inteiro tem resistência R.
$$i_1=\frac VR$$
Cada terço do fio tem a mesma seção e o mesmo material.
$$R_{\mathrm{trecho}}=\frac R3$$
Os três trechos idênticos ligados em paralelo produzem:
$$R_{eq}=\frac{R/3}{3}=\frac R9$$
A tensão do gerador permanece constante.
$$i_2=\frac{V}{R/9}=9i_1$$
D1
Ondulatória — MHS — Pêndulo: Período, MCU no Ponto Mais Baixo
Questão discursiva
O "pêndulo humano" é atração radical na Serra Catarinense. O salto de pêndulo desafia o turista aventureiro a se jogar de corpo e alma em uma queda de dezenas de metros, a uma velocidade que pode atingir mais de 100 km/h, junto às paredes rochosas que circundam a cachoeira Cascata do Avencal. São segundos de queda seguidos por um balanço gigante.
A figura mostra uma pessoa de 60 kg na atração do pêndulo humano. A pessoa deixa seu corpo cair a partir do repouso, do ponto A, de uma altura h, presa a uma corda de massa desprezível de 64 m de comprimento.
Nessa situação, considere que a resistência do ar possa ser desprezada e que o período de oscilação desse pêndulo (T), em segundos, possa ser calculado por $T=2{,}04\sqrt{L}$, em que L é o comprimento da corda, em metros. Sabendo que, quando a pessoa atinge o ponto B, ponto mais baixo de sua trajetória circular, a intensidade da tração na corda é de 840 N e adotando $g=10$ m/s², calcule:
a)o intervalo de tempo, em segundos, para que essa pessoa, partindo do ponto A, atinja o ponto B pela primeira vez.
Resposta$t=4{,}08\ \mathrm s$.
b)o valor da altura h, em metros.
Resposta$h=12{,}8\ \mathrm m$.
Resolução comentada
a) Use a expressão aproximada do período fornecida pelo enunciado.
$$T=2{,}04\sqrt{64}=16{,}32\ \mathrm s$$
No modelo periódico adotado pela questão, o trajeto do extremo A ao ponto mais baixo B corresponde a um quarto do período.
$$t=\frac{16{,}32}{4}=4{,}08\ \mathrm s$$
b) No ponto mais baixo, a diferença entre tração e peso fornece a resultante centrípeta.
$$T_c-mg=\frac{mv_B^2}{L}$$
$$840-60\cdot10=\frac{60v_B^2}{64}$$
$$v_B^2=256$$
$$v_B=16\ \mathrm{m/s}$$
A tração é perpendicular ao movimento e não realiza trabalho. Conserve a energia mecânica.
