FEMA 2016.1 — Questões de Física comentadas — Método TEF
Fundação Educacional do Município de Assis · IMESA · Medicina
Processo Seletivo de Medicina · 1º semestre de 2016 · Aplicação: 05/12/2015 · Física: Q26 a Q35 · Gabarito e resolução comentada Método TEF.
Q26
Mecânica — Cinemática — Movimento uniforme
Vanderlei participou da Corrida Internacional de São Silvestre e manteve durante todo percurso, que é de 15 km, a velocidade constante de 10 km/h. Como largou entre a multidão que participa da corrida, quando Vanderlei passou pela linha de largada, o atleta que venceu a corrida já estava correndo há 21 minutos e desenvolveu durante todo o percurso a velocidade constante de 20 km/h. Quando o atleta que venceu a prova cruzou a linha de chegada, a distância, em quilômetros, que Vanderlei havia corrido após passar pela linha de largada era de
A)
3,0.
B)
7,0.
C)
5,0.
D)
6,0.
E)
4,0.
Gabarito VUNESP · versão 3
E
Resolução
O vencedor leva $15/20=0{,}75\,h=45\,min$ para completar a corrida. Como Vanderlei cruza a largada 21 minutos depois, ele corre durante $45-21=24\,min=0{,}4\,h$. Portanto, $s=vt=10\cdot0{,}4=4{,}0\,km$.
Alternativa E.
Q27
Mecânica — Cinemática — Transmissão por corrente
Em uma bicicleta, a propulsão se dá por meio do pedal que é acoplado à coroa. Esta, por meio de uma corrente, é conectada à catraca, que é presa à roda, como mostra a figura.
Os raios da coroa, da catraca e da roda são, respectivamente, 15 cm, 5 cm e 30 cm, e nas conexões entre esses elementos não ocorrem deslizamentos. Considerando que a roda não deslize ao girar sobre o solo, quando o ciclista dá uma volta completa com o pedal, a distância, em centímetros, que a bicicleta percorre é
A)
2 250 π.
B)
180 π.
C)
600 π.
D)
20 π.
E)
90 π.
Gabarito VUNESP · versão 3
B
Resolução
Uma volta da coroa desloca a corrente de $2\pi\cdot15=30\pi\,cm$. A catraca tem comprimento $2\pi\cdot5=10\pi\,cm$ e, por isso, dá três voltas. A roda gira solidária à catraca e percorre $3\cdot2\pi\cdot30=180\pi\,cm$, sem deslizar.
Alternativa B.
Q28
Mecânica — Estática — Equilíbrio de forças
Em uma exposição, um quadro homogêneo de peso 240 N deve ser preso ao teto por dois fios idênticos que formam um ângulo θ com a vertical, como mostra a figura.
Se os fios suportam, sem romper, uma tração máxima de 160 N cada um, o máximo valor que o ângulo θ pode assumir nessa situação é tal que
A)
sen θ = 0,75.
B)
cos θ = 0,25.
C)
sen θ = 0,50.
D)
sen θ = 0,25.
E)
cos θ = 0,75.
Gabarito VUNESP · versão 3
E
Resolução
As componentes horizontais das trações se cancelam. Na vertical, $2T\cos\theta=P$. No limite de ruptura, $T=160\,N$, de modo que $\cos\theta=240/(2\cdot160)=0{,}75$. Ao aumentar o ângulo com a vertical, a tração necessária aumenta; essa igualdade determina o ângulo máximo.
Alternativa E.
Q29
Mecânica — Cinemática — Lançamento oblíquo
Uma criança lança uma bola com velocidade inicial vo = 8,0 m/s, inclinada em relação à horizontal, como mostra a figura.
Sabendo que o ponto mais alto que a bola atingiu está 2,0 m acima da horizontal do ponto de lançamento, desprezando a resistência do ar e considerando g = 10 m/s2, a velocidade da bola, em m/s, no ponto mais alto da trajetória é próxima de
A)
1,2.
B)
zero.
C)
6,4.
D)
4,9.
E)
2,4.
Gabarito VUNESP · versão 3
D
Resolução
No ponto mais alto, a componente vertical da velocidade é zero, mas a horizontal permanece. Pela conservação da energia mecânica, $v^2=v_0^2-2g\Delta h=8^2-2\cdot10\cdot2=24$. Logo, $v=\sqrt{24}\approx4{,}9\,m/s$.
Alternativa D.
Q30
Termologia — Calorimetria — Calor sensível e perdas
O gráfico mostra o aumento de temperatura de 450 g de água, em função do tempo, enquanto recebe de uma fonte 4 000 cal/min.
Considerando que o calor específico da água é constante na faixa de temperatura especificada e vale 1,0 cal/g ·oC, a quantidade de calor, em calorias, perdida para o ambiente durante os 8,0 minutos de aquecimento foi de
A)
5 000.
B)
7 000.
C)
4 000.
D)
6 000.
E)
3 000.
Gabarito VUNESP · versão 3
A
Resolução
A fonte fornece $Q_f=4000\cdot8=32000\,cal$. Pelo gráfico, a temperatura passa de 10 °C a 70 °C: $\Delta T=60\,°C$. A água absorve $Q_a=mc\Delta T=450\cdot1\cdot60=27000\,cal$. A diferença é perdida para o ambiente: $Q_p=32000-27000=5000\,cal$.
Alternativa A.
Q31
Ondulatória — Ondas — Comprimento de onda
A figura mostra, vistas de cima, as cristas de uma onda que se propaga na superfície de um líquido em três diferentes instantes, indicados na figura.
Se a velocidade de propagação dessa onda é de 20 cm/s, seu comprimento de onda, em centímetros, é igual a
A)
8,0.
B)
4,0.
C)
5,0.
D)
10,0.
E)
2,0.
Gabarito VUNESP · versão 3
B
Resolução
A figura mostra a emissão de uma nova crista a cada 0,20 s. Esse intervalo é o período, $T=0{,}20\,s$. Como $v=\lambda/T$, o comprimento de onda é $\lambda=vT=20\cdot0{,}20=4{,}0\,cm$.
Alternativa B.
Q32
Óptica — Refração — Reflexão total
Quatro raios de luz monocromática, que se propagam no ar, incidem perpendicularmente às faces de um prisma, cujo material tem índice de refração absoluto igual a $\sqrt{2}$, como mostra a figura.
Considere o índice de refração absoluto do ar igual a 1 e os valores fornecidos na tabela.
Valores de seno
Ângulo
30°
45°
60°
Seno
$1/2$
$\sqrt{2}/2$
$\sqrt{3}/2$
Os raios que sofrerão reflexão total na primeira face em que incidirem após penetrarem no prisma são
A)
2 e 3.
B)
1 e 3.
C)
1 e 4.
D)
3 e 4.
E)
1 e 2.
Gabarito VUNESP · versão 3
C
Resolução
O ângulo limite do prisma para o ar satisfaz $\operatorname{sen}L=1/\sqrt{2}=\sqrt{2}/2$, portanto $L=45°$. Como todos os raios entram perpendicularmente, não mudam de direção na entrada. Na primeira face seguinte, os raios 1 e 4 incidem a 60° em relação à normal; os raios 2 e 3 incidem a 30°. Apenas 1 e 4 têm incidência superior ao ângulo limite e sofrem reflexão total.
Alternativa C.
Q33
Eletricidade — Eletrostática — Movimento em campo elétrico
A tabela mostra as cargas e as massas de três partículas de dimensões desprezíveis X, Y e Z.
Cargas e massas das partículas
Partícula
X
Y
Z
Carga
+q
+q
−2q
Massa
m
2m
2m
Essas partículas são lançadas em uma região onde existe um campo elétrico uniforme, no vácuo, todas com a mesma velocidade v, perpendicularmente às linhas do campo, como mostra a figura.
Desprezando a ação do campo gravitacional, as trajetórias descritas pelas partículas, após penetrarem na região do campo elétrico, estão corretamente representadas em
A)
B)
C)
D)
E)
Gabarito VUNESP · versão 3
A
Resolução
A força elétrica é $\vec F=q\vec E$. X e Y, positivas, desviam para baixo; Z, negativa, desvia para cima. As acelerações têm módulos $a_X=qE/m$, $a_Y=qE/(2m)$ e $a_Z=2qE/(2m)=qE/m$. A velocidade horizontal é a mesma e permanece constante, então X e Z têm desvios verticais de mesmo módulo, enquanto Y sofre metade do desvio de X. Essa configuração aparece em A.
Alternativa A.
Q34
Eletricidade — Eletrodinâmica — Potência sob tensão constante
O resistor de um chuveiro elétrico, popularmente conhecido como resistência, é constituído de um fio condutor com espessura constante, enrolado em forma de espira e dividido em dois segmentos, tal que o comprimento do segmento AB é o dobro do comprimento do segmento BC, como mostra a figura.
Utilizam-se os terminais A e B para obter o maior aquecimento da água e os terminais A e C para obter água morna. Em ambos os casos, o resistor é submetido à mesma diferença de potencial. Denominando de PI e PV as potências dissipadas pelo resistor do chuveiro quando são utilizados os segmentos AB e AC, respectivamente, é correto afirmar que
A)$P_I=3P_V$
B)$P_I=2P_V$
C)$P_I=\frac{9}{4}P_V$
D)$P_I=4P_V$
E)$P_I=\frac{3}{2}P_V$
Gabarito VUNESP · versão 3
E
Resolução
Para um fio de material e seção constantes, $R=\rho L/A$. Se $L_{BC}=L$, então $L_{AB}=2L$ e $L_{AC}=3L$: $R_{AB}/R_{AC}=2/3$. Sob a mesma tensão, $P=U^2/R$. Assim, $P_I/P_V=R_{AC}/R_{AB}=3/2$, ou $P_I=\frac32P_V$.
Alternativa E.
Q35
Eletricidade — Magnetismo — Campo de fios retilíneos
A figura mostra dois fios condutores, F1 e F2, muito longos e perpendiculares ao plano do papel, percorridos por correntes elétricas de mesma intensidade i, com sentido para fora da folha, e os pontos P e Q, equidistantes dos fios.
As setas que representam corretamente as direções e sentidos dos vetores indução magnética resultantes nos pontos P e Q devido às correntes elétricas nos fios F1 e F2 são, respectivamente,
A)Em P: para a direita. Em Q: para a esquerda.
B)Em P: para cima. Em Q: para cima.
C)Em P: para baixo. Em Q: para baixo.
D)Em P: para a esquerda. Em Q: para a direita.
E)Em P: para cima. Em Q: para baixo.
Gabarito VUNESP · versão 3
D
Resolução
Pela regra da mão direita, correntes saindo da folha produzem campos em sentido anti-horário. Em P, acima dos fios, as componentes verticais se cancelam e as horizontais somam para a esquerda. Em Q, abaixo dos fios, as componentes verticais também se cancelam, mas as horizontais somam para a direita.
