Prof. Ricardo Bastos Método TEF-MED

UNIFUNEC 2024 — Questões de Física comentadas — Método TEF

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

Vestibular de Medicina 2024 (22/10/2023) · Prova II — questões de Física com gabarito e resolução comentada Método TEF.

Q36
Mecânica — Cinemática — Raio de uma estação espacial que simula a gravidade

Uma estação espacial foi projetada para simular a aceleração da gravidade, mesmo na ausência de um campo gravitacional. A estação possui o formato indicado na figura e gira em torno do próprio eixo com uma velocidade angular constante $\omega=0{,}2$ rad/s. Devido somente a essa rotação, um astronauta experimenta uma aceleração de 10 m/s$^2$ em relação ao eixo da estação. Considere que o raio, $r$, da estação espacial seja igual à distância do astronauta ao eixo de rotação.

Estação espacial em forma de anel girando com velocidade angular ômega em torno do próprio eixo; o raio r vai do eixo ao astronauta.

Com base nessas informações, conclui-se que o raio dessa estação vale

A)100 m.
B)150 m.
C)200 m.
D)250 m.
E)300 m.

Gabarito

D
Resolução comentada

Em movimento circular uniforme, a aceleração do astronauta é centrípeta, $a=\omega^{2}r$:

$$r=\dfrac{a}{\omega^{2}}=\dfrac{10}{0{,}2^{2}}=\dfrac{10}{0{,}04}=250\ \mathrm{m}$$

Q37
Termologia — Calorimetria — Taxa de perda de calor do café na caneca

Uma engenheira criou uma caneca que reduz a velocidade com que o café perde calor em seu interior. Para testar a invenção, a engenheira inseriu 150 g de café a 80 ºC no interior dessa caneca e anotou a temperatura do café conforme ele perdeu calor com o passar do tempo. Com esses dados, ela construiu o seguinte gráfico.

Gráfico da temperatura do café em função do tempo: decresce linearmente de 80 ºC em 0 min até 20 ºC em 60 min.

Considerando que o calor específico do café seja igual a 1 cal/g · ºC, a taxa com que o café perdeu calor nessa caneca foi de

A)150 cal/min.
B)300 cal/min.
C)450 cal/min.
D)600 cal/min.
E)750 cal/min.

Gabarito

A
Resolução comentada

Pelo gráfico, a temperatura caiu de 80 ºC para 20 ºC em 60 min. O calor perdido é:

$$Q=m\,c\,|\Delta T|=150\cdot1\cdot60=9\,000\ \mathrm{cal}$$

A taxa de perda de calor é a razão entre esse calor e o tempo:

$$\dfrac{Q}{\Delta t}=\dfrac{9\,000}{60}=150\ \mathrm{cal/min}$$

Q38
Óptica — Espelhos esféricos — Posição da lâmpada em um farol de carro

Um farol de carro é constituído basicamente de um espelho côncavo e uma lâmpada posicionada sobre o eixo principal do espelho, como ilustrado na figura.

Espelho côncavo com uma lâmpada sobre o eixo principal; os raios refletidos divergem em relação ao eixo.

Considerando que o espelho desse farol obedece às condições de nitidez de Gauss e sabendo que a luz, refletida por esse espelho, diverge em relação ao seu eixo principal, indicado na figura, conclui-se que a lâmpada está localizada

A)além do centro de curvatura do espelho.
B)entre o foco principal e o vértice do espelho.
C)sobre o centro de curvatura do espelho.
D)entre o centro de curvatura e o foco principal do espelho.
E)sobre o foco principal do espelho.

Gabarito

B
Resolução comentada

Em um espelho côncavo, a posição do objeto determina o comportamento dos raios refletidos: com o objeto além do foco, os raios refletidos convergem; com o objeto sobre o foco, saem paralelos ao eixo; com o objeto entre o foco e o vértice, divergem, como se partissem de uma imagem virtual atrás do espelho.

Como a luz refletida diverge, a lâmpada está entre o foco principal e o vértice.

Q39
Ondas — MHS — Frequência de oscilação da agulha de uma máquina de costura

Considere que a agulha de uma máquina de costura, como a apresentada na figura, realize um movimento oscilatório ao fazer os pontos.

Fotografia da agulha de uma máquina de costura sobre o tecido, com indicação dos pontos de costura.

(https://blog.singer.com.br. Adaptado.)

Ao realizar determinada costura, a agulha completa uma oscilação a cada ponto costurado. Considere que cada ponto consuma 4 mm de linha de costura e que, durante 50 s, a máquina realize uma costura que consuma um total de 60 cm de linha. A frequência de oscilação da agulha durante essa costura é de

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

Gabarito

E
Resolução comentada

Em 60 cm = 600 mm de linha, com 4 mm por ponto, a máquina faz $600/4=150$ pontos, ou seja, a agulha completa 150 oscilações em 50 s:

$$f=\dfrac{n}{\Delta t}=\dfrac{150}{50}=3{,}0\ \mathrm{Hz}$$

Q40
Eletricidade — Eletrodinâmica — Distância segura entre os pés perto de um raio

Uma pessoa está próxima de um local onde incide um raio, conforme a figura. Os pés da pessoa, distanciados $\Delta r$ um do outro, estão posicionados no chão de forma que se alinhem com o ponto onde o raio incide.

Raio incidindo no solo; uma pessoa, a certa distância, com os pés alinhados ao ponto de incidência e separados por uma distância delta r.

Nessa situação, a diferença de potencial entre os dois pés varia com a distância $\Delta r$ de acordo com gráfico.

Gráfico da diferença de potencial entre os pés, em volts, em função da distância entre os pés, em centímetros: reta de 20 V em 10 cm a 100 V em 50 cm.

Considerando que a resistência elétrica do corpo dessa pessoa, entre seus pés, seja de $4{,}0\cdot10^{3}\ \Omega$ e que uma corrente de até $1{,}5\cdot10^{-2}$ A provoque apenas efeitos leves sobre o corpo humano, a máxima distância $\Delta r$ que essa pessoa pode distanciar seus pés, de modo que esse valor de corrente não seja excedido, é de

A)50 cm.
B)10 cm.
C)30 cm.
D)20 cm.
E)40 cm.

Gabarito

C
Resolução comentada

A diferença de potencial máxima entre os pés, para a corrente limite, vem da primeira lei de Ohm:

$$U=R\,i=4{,}0\cdot10^{3}\cdot1{,}5\cdot10^{-2}=60\ \mathrm{V}$$

No gráfico, a ddp de 60 V corresponde a uma distância entre os pés de 30 cm.

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