Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED
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FMABC 2018 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Faculdade de Medicina do ABC

Vestibular 2018 · Conhecimentos Gerais, questões de Física (Q43-52) — resolução comentada Método TEF.

Q43
Mecânica — Gravitação — Gravitação Universal

No dia 16 de outubro deste ano, um grupo de astrônomos anunciou a observação da colisão de duas estrelas de nêutrons. Uma estrela de nêutrons é um objeto celeste extremamente denso e com diâmetros de aproximadamente 10 km.

Supondo que o Sol, súbita e instantaneamente, se transformasse em uma estrela de nêutrons (isso não pode acontecer, é apenas uma suposição), reduzindo seu diâmetro por um fator de $10^5$, mas mantendo a sua massa e a mesma distância até a Terra, a força gravitacional que o Sol, agora uma estrela de nêutrons, exerceria sobre a Terra, em relação à força gravitacional atual,

A)diminuiria $10^5$ vezes.
B)aumentaria $10^{10}$ vezes.
C)diminuiria $10^{10}$ vezes.
D)não se alteraria.
E)aumentaria $10^5$ vezes.

Gabarito

D
Resolução

A força gravitacional entre Sol e Terra depende das massas e da distância entre seus centros: $F=G\dfrac{Mm}{r^2}$. Como a massa do Sol e a distância até a Terra não mudam, a força gravitacional não se altera. Resposta D.

Q44
Eletromagnetismo — Força Magnética — Força Magnética

Ao penetrar com velocidade $v$ em uma região na qual existe um campo de indução magnética uniforme de intensidade $B$, uma partícula eletrizada com carga positiva $q$ sofre a ação de uma força de intensidade $F$, devida a esse campo. Considerando $v$, $B$ e $q$ constantes, a intensidade da força depende apenas do ângulo $\theta$ entre as direções do campo e da velocidade da partícula. O gráfico que mostra a relação entre a intensidade da força e ângulo $\theta$ é

A)Gráfico A: força máxima em zero grau e decrescente até zero em noventa graus
B)Gráfico B: força crescente de forma senoidal entre zero e noventa graus
C)Gráfico C: força crescente linearmente entre zero e noventa graus
D)Gráfico D: força decrescente linearmente entre zero e noventa graus
E)Gráfico E: força crescente com concavidade para cima entre zero e noventa graus

Gabarito

B
Resolução

A intensidade da força magnética é $F=qvB\sin\theta$. Entre $0^\circ$ e $90^\circ$, ela cresce de zero até $F_{\max}=qvB$, com comportamento senoidal. Resposta B.

Q45
Ondulatória — Acústica — Tubo Sonoro

A figura 1, abaixo, mostra um estetoscópio, instrumento utilizado na ausculta médica.

Estetoscópio e representação da campânula como tubo sonoro fechado

(www.fibracirurgica.com.br)

A campânula funciona como um tubo sonoro fechado em uma de suas extremidades, de modo que a frequência fundamental de ressonância ocorre quando se produz uma onda sonora com um nó na extremidade fechada e o ventre adjacente na extremidade aberta, como mostra a figura 2. Se a campânula tem profundidade 6,0 mm, o comprimento de onda da onda correspondente à frequência fundamental de ressonância dessa campânula é

A)24 mm.
B)30 mm.
C)12 mm.
D)15 mm.
E)18 mm.

Gabarito

A
Resolução

No modo fundamental de um tubo fechado, $L=\lambda/4$. Como $L=6{,}0$ mm, $\lambda=4L=24$ mm. Resposta A.

Q46
Óptica — Lentes — Lentes

Quando crescer, Aninha deseja ser médica e, por isso, brinca imaginando que sua boneca seja uma paciente. Certa vez, ao examinar os olhos de sua boneca com uma lente delgada e convergente de 5 di, Aninha observou uma imagem direita e quatro vezes maior do que o olho da boneca. Nessa situação, a distância entre o olho da boneca e o centro óptico da lente era

A)20 cm.
B)25 cm.
C)3,75 cm.
D)6,25 cm.
E)15 cm.

Gabarito

E
Resolução

A vergência é $V=5$ di, logo $f=1/V=0{,}20$ m = 20 cm. Como a imagem é direita e quatro vezes maior, $A=+4=-p'/p$, portanto $p'=-4p$.

Pela equação de Gauss, $1/20=1/p-1/(4p)=3/(4p)$, resultando $p=15$ cm. Resposta E.

Q47
Mecânica — Cinemática — Força Centrípeta

A figura mostra uma massa $m$ de 2.700 g que descreve uma trajetória circular de raio 30 cm sobre uma superfície horizontal e sem atrito. A massa está presa a uma mola de massa desprezível e de constante elástica $12{,}5\pi^2$ N/m, que tem a outra extremidade presa no ponto c, centro da trajetória da massa $m$.

Massa presa a uma mola descrevendo trajetória circular

Considerando que a massa gira a 50 RPM, a distensão da mola é, em milímetros, igual a

A)180
B)$45\pi$
C)90
D)$180/\pi$
E)$90\sqrt{10}$

Gabarito

A
Resolução

$f=50/60=5/6$ Hz e $\omega=2\pi f=5\pi/3$ rad/s. A força elástica fornece a força centrípeta: $kx=m\omega^2r$.

$x=\dfrac{2{,}7(5\pi/3)^2(0{,}30)}{12{,}5\pi^2}=0{,}18$ m = 180 mm. Resposta A.

Q48
Física Moderna — Física Quântica — Energia do fóton

Um elemento radioativo muito utilizado em Medicina Nuclear é o tecnécio 99 metaestável, que decai emitindo um fóton de energia $2{,}3\times10^{-14}$ J. A energia de um fóton está relacionada com a frequência da radiação segundo $E_f=h\cdot f$, sendo $E_f$ a energia do fóton, $h$ a constante de Planck de valor $6{,}6\times10^{-34}$ J·s e $f$ a frequência da radiação.

Considere o espectro das radiações eletromagnéticas mostrado na tabela.

Tabela de faixas de frequência do espectro eletromagnético

(www.if.ufrgs.br/oei/stars/espectro.htm)

O fóton emitido pelo tecnécio 99 metaestável em seu decaimento é radiação

A)X.
B)gama.
C)infravermelha.
D)visível.
E)ultravioleta.

Gabarito

B
Resolução

$f=E/h=\dfrac{2{,}3\times10^{-14}}{6{,}6\times10^{-34}}\approx3{,}5\times10^{19}$ Hz. Pela tabela, frequências maiores que $3\times10^{19}$ Hz correspondem à radiação gama. Resposta B.

Q49
Termologia — Transmissão de Calor — Condução e Análise Dimensional

A expressão do fluxo de calor em função do tempo $\Phi$, ao longo de uma barra homogênea de comprimento $L$ e área de secção $A$ é:

$\Phi=K\cdot\dfrac{A\cdot\Delta\theta}{L}$

Considerando como grandezas fundamentais força (F), comprimento (L), tempo (T) e temperatura ($\theta$), a equação dimensional de $K$ é:

A)$[K]=F^0L^0T\theta^{-2}$
B)$[K]=F^2L^{-1}T^0\theta$
C)$[K]=FL^0T^{-1}\theta^{-1}$
D)$[K]=FL^{-1}T^0\theta^{-1}$
E)$[K]=F^{-1}LT^{-1}\theta^2$

Gabarito

C
Resolução

$\Phi$ tem dimensão de energia por tempo: $[\Phi]=FL/T$. Da relação $K=\Phi L/(A\Delta\theta)$, com $[A]=L^2$, segue $[K]=FT^{-1}\theta^{-1}$. Resposta C.

Q50
Mecânica — Cinemática — Movimento no Plano

No instante $t_0=0$, três móveis estão se deslocando em movimento retilíneo no sentido da origem de um plano cartesiano no qual cada unidade vale 1,0 km. O primeiro móvel está no ponto $P_1(6,8)$ com velocidade constante, o segundo está no ponto $P_2(0,8)$ com aceleração constante de 4 km/h² e velocidade nula, e o terceiro está no ponto $P_3(15,0)$ também com velocidade constante.

Para que os três móveis atinjam a origem do sistema no mesmo instante de tempo, os módulos das velocidades do primeiro e do terceiro móveis devem ser, respectivamente, em km/h,

A)2,5 e 2,5
B)5 e 7,5
C)2,5 e 15
D)4 e 7,5
E)5 e 5

Gabarito

B
Resolução

Para o segundo móvel: $8=\frac12(4)t^2$, portanto $t=2$ h.

O primeiro está a $\sqrt{6^2+8^2}=10$ km da origem, então $v_1=10/2=5$ km/h. O terceiro está a 15 km, logo $v_3=15/2=7{,}5$ km/h. Resposta B.

Q51
Mecânica — Trabalho e Energia — Potência e geração elétrica

Considere os textos abaixo.

Texto 1

Essa pressão de água será transformada em eletricidade com turbinas, com a mesma tecnologia de uma hidrelétrica comum, mas em pequena escala. Com os 200 pontos construídos, devem ser gerados 28 mil MWh anuais, segundo a empresa.

Infográfico sobre minihidrelétricas instaladas pela Sabesp em reservatórios e estações de tratamento

(Sabesp)

Texto 2

Podemos usar também, para gerar eletricidade, um minigerador de fluxo de água de 12 V e 10 W, que pode ser acoplado a um cano de água comum.

Minigerador de fluxo de água de 12 volts e 10 watts

(https://www.google.com.br/search)

O número de minigeradores fluxo-de-água necessários para substituir, em termos de energia, um dos geradores da Sabesp, supondo todos os geradores iguais, é, aproximadamente,

A)$2{,}8\times10^8$
B)$8{,}76\times10^3$
C)$1{,}6\times10^3$
D)$1{,}4\times10^4$
E)$2{,}8\times10^6$

Gabarito

C
Resolução

Cada gerador da Sabesp produz $28000/200=140$ MWh por ano. Um minigerador de 10 W produz, em um ano, $10\times8760=87600$ Wh = 0,0876 MWh.

$N=140/0{,}0876\approx1{,}6\times10^3$. Resposta C.

Q52
Termologia — Calorimetria — Calorimetria e Escalas Termométricas

O número aproximado de calorias a serem fornecidas a um cubo de ferro com 1 cm de aresta, para que a temperatura do cubo varie de 59 °F a 338 K, é:

Dados:
Densidade do ferro 8.000 kg/m³
Calor específico do ferro 460 J/kg·°C
1 cal = 4,2 J

A)408
B)1.877
C)70
D)187
E)44

Gabarito

E
Resolução

$59\ ^\circ$F corresponde a $15\ ^\circ$C e 338 K corresponde a $65\ ^\circ$C, logo $\Delta T=50\ ^\circ$C.

O volume é $1\ \text{cm}^3=10^{-6}\ \text{m}^3$, então $m=8000\times10^{-6}=0{,}008$ kg.

$Q=mc\Delta T=0{,}008\times460\times50=184$ J $\approx44$ cal. Resposta E.

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