UNIFUNEC 2023 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Centro Universitário de Santa Fé do Sul · Santa Fé do Sul/SP

Vestibular de Medicina 2023 (16/10/2022) · Prova II — questões de Física com gabarito e resolução comentada Método TEF.

Q36
Mecânica — Dinâmica — Joaninha subindo azulejos com atrito

Uma joaninha sobe por uma pilha de azulejos encostados em uma parede. Cada azulejo possui um ângulo diferente com a horizontal, conforme apresenta a imagem.

Cinco azulejos encostados em uma parede com inclinações de 15º, 30º, 45º, 60º e 70º em relação à horizontal, numerados de 5 a 1; a joaninha está na base.

Sabendo que o coeficiente de atrito estático entre os pés da joaninha e as superfícies dos azulejos é $\sqrt{3}$, essa joaninha conseguirá subir andando, sem escorregar, até o azulejo de número

A)2.
B)1.
C)3.
D)4.
E)5.

Gabarito

A
Resolução comentada

Para não escorregar, o coeficiente de atrito estático deve satisfazer $\mu\ge\tan\theta$. Com $\mu=\sqrt{3}$:

$$\tan\theta\le\sqrt{3}\;\Rightarrow\;\theta\le60\,{}^\circ$$

Pela figura, os azulejos 5, 4, 3, 2 e 1 formam com a horizontal, respectivamente, 15º, 30º, 45º, 60º e 70º. O mais inclinado que a joaninha consegue escalar é o de 60º, o azulejo de número 2.

Q37
Mecânica — Estática — Torque no volante de carros antigos e modernos

Carros antigos possuíam volantes relativamente maiores quando comparados aos carros modernos. Por exemplo, um carro antigo poderia sair de fábrica com volante original de 20 cm de raio, já os carros modernos comumente são equipados com volantes de 18 cm de raio. Um dos motivos para o emprego de volantes relativamente maiores em carros antigos era a ausência de sistemas elétricos ou hidráulicos que auxiliassem no esterço desses carros.

Dois volantes: o volante antigo, com raio de 20 cm, e o volante moderno, com raio de 18 cm.

Se em um carro antigo o volante original de 20 cm de raio fosse trocado por um volante de 18 cm de raio, a força necessária para produzir um mesmo torque sobre esse novo volante, quando comparada à força a ser aplicada no volante original, seria maior em, aproximadamente,

A)19%.
B)25%.
C)11%.
D)33%.
E)40%.

Gabarito

C
Resolução comentada

O torque de uma força aplicada na borda do volante é $\tau=F\,r$. Para o mesmo torque, a força é inversamente proporcional ao raio:

$$\dfrac{F_{novo}}{F_{orig}}=\dfrac{r_{orig}}{r_{novo}}=\dfrac{20}{18}\approx1{,}11$$

A força necessária no volante menor é cerca de 11% maior.

Q38
Óptica — Refração e lentes — Distância entre a matriz e a lente do projetor

Um professor de Física utilizou um projetor de vídeos para apresentar uma aula sobre lentes esféricas. Ao final da explicação, ele solicitou aos alunos que calculassem a distância entre a lente do projetor e a matriz que gerou a imagem que foi projetada na parede. Para isso, esse professor mediu a distância de 1,5 m entre a lente e a parede e informou aos alunos que, naquelas condições, o projetor proporcionou uma ampliação de 50 vezes.

Projetor de vídeos com a matriz e a lente sobre o eixo principal, projetando uma imagem ampliada em uma parede.

Sabendo que essa distância medida pelo professor foi feita sobre o eixo principal da lente do projetor, os alunos calcularam que a distância entre a matriz e a lente era de

A)1,0 cm.
B)2,0 cm.
C)1,5 cm.
D)3,5 cm.
E)3,0 cm.

Gabarito

E
Resolução comentada

A imagem é projetada na parede, logo é real, e a distância da lente à imagem vale $p'=1{,}5\ \mathrm{m}$. O aumento linear transversal em módulo é $A=\dfrac{p'}{p}$, em que $p$ é a distância da matriz (objeto) à lente:

$$p=\dfrac{p'}{A}=\dfrac{1{,}5}{50}=0{,}03\ \mathrm{m}=3{,}0\ \mathrm{cm}$$

Q39
Ondas — Ondas eletromagnéticas — Ordem crescente de comprimentos de onda de aparelhos sem fio

A tecnologia sem fio, ou wireless, está presente em diversos aparelhos do nosso cotidiano. Exemplos dessa tecnologia são os roteadores de internet, que operam com frequências em torno de 4,0 GHz ($10^{9}$ hertz), alguns teclados e mouses sem fio que utilizam sinais de frequência de 27 MHz ($10^{6}$ hertz) e controles remotos de televisão, que utilizam sinais infravermelhos com frequências em torno de 300 THz ($10^{12}$ hertz). Considerando que todos esses sinais viajam pelo ar com a mesma velocidade, a sequência que apresenta esses aparelhos em ordem crescente dos comprimentos de onda com os quais operam é

A)teclados e mouses – roteadores de internet – controles remotos.
B)teclados e mouses – controles remotos – roteadores de internet.
C)roteadores de internet – teclados e mouses – controles remotos.
D)controles remotos – roteadores de internet – teclados e mouses.
E)controles remotos – teclados e mouses – roteadores de internet.

Gabarito

D
Resolução comentada

Com a mesma velocidade $c$, o comprimento de onda é inversamente proporcional à frequência: $\lambda=c/f$. Para $c=3\times10^{8}$ m/s:

$$\lambda_{roteador}=\dfrac{3\times10^{8}}{4\times10^{9}}\approx0{,}075\ \mathrm{m}\qquad\lambda_{teclado}=\dfrac{3\times10^{8}}{27\times10^{6}}\approx11\ \mathrm{m}\qquad\lambda_{controle}=\dfrac{3\times10^{8}}{3\times10^{14}}=10^{-6}\ \mathrm{m}$$

Em ordem crescente de comprimento de onda: controles remotos, roteadores e teclados e mouses.

Q40
Eletricidade — Eletrodinâmica — Resistência equivalente dos canais de íons do axônio

Nos terminais dos axônios existem diversos processos eletroquímicos que podem ser estudados, de forma simplificada, com base em circuitos elétricos equivalentes. Canais localizados nas membranas dessa região, que permitem a passagem de íons tanto para dentro quanto para fora dos neurônios, equivalem a resistores ôhmicos pelos quais passam correntes iônicas. Devido à diferença de concentrações de íons entre o exterior e o interior de um terminal específico, cria-se uma diferença de potencial de $4{,}5\times10^{-2}$ V na região da membrana.

Esquema de um neurônio e de seu axônio, com ampliação do terminal do axônio mostrando canais de íons equivalentes a um resistor R sob diferença de potencial U, percorrido por uma corrente i.

Sabendo que uma corrente de íons de $0{,}5\times10^{-6}$ A atravessa os canais dessa membrana em determinado processo, a resistência do circuito elétrico equivalente aos canais é de

A)$1{,}1\times10^{4}\ \Omega$.
B)$9{,}0\times10^{7}\ \Omega$.
C)$9{,}0\times10^{4}\ \Omega$.
D)$2{,}3\times10^{7}\ \Omega$.
E)$2{,}3\times10^{4}\ \Omega$.

Gabarito

C
Resolução comentada

Como os canais equivalem a um resistor ôhmico, vale a primeira lei de Ohm:

$$R=\dfrac{U}{i}=\dfrac{4{,}5\times10^{-2}}{0{,}5\times10^{-6}}=9{,}0\times10^{4}\ \Omega$$

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