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UNIP · Medicina 2023.1

Universidade Paulista · Fundação Vunesp

Vestibular de Medicina · 1º semestre de 2023 · Prova de Conhecimentos Gerais — questões de Física Q41 a Q45, com transcrição fiel, figuras originais e resolução comentada Método TEF.

Q41
Cinemática — Lançamento Oblíquo

Em outubro de 2022, um avião cargueiro da Boeing, o 747 Dreamlifter, perdeu uma das rodas de seu trem de pouso poucos segundos após a decolagem do aeroporto de Grottaglie, na província de Taranto, na Itália. A cena está retratada na figura 1.

Figura 1: avião Boeing 747 Dreamlifter após perder uma roda do trem de pouso
(https://noticias.uol.com.br. Adaptado.)

Considere que, no momento em que a roda se desprendeu, o avião voava com uma velocidade $v_0=70\text{ m/s}$ inclinada de um ângulo $\theta$ em relação à horizontal, tal que $\cos\theta=0{,}8$. A figura 2 mostra a trajetória da roda desde o instante em que se soltou do avião até tocar o solo plano e horizontal.

Figura 2: trajetória parabólica da roda que se desprende do avião, com velocidade inicial oblíqua e distância horizontal d

Desprezando a resistência do ar e sabendo que a roda demorou 3 s para tocar o solo depois que se soltou do avião, a distância $d$ indicada na figura 2 é

A)168 m.
B)140 m.
C)256 m.
D)126 m.
E)84 m.

Alternativa correta

A
Resolução

Na direção horizontal, desprezando a resistência do ar, a velocidade permanece constante.

$v_x=v_0\cos\theta=70\cdot0{,}8=56\text{ m/s}$.

Como a roda permanece em movimento durante $3\text{ s}$, a distância horizontal é

$d=v_x t=56\cdot3=168\text{ m}$.

Q42
Calorimetria — Valor Energético dos Alimentos

O calorímetro a água é um aparelho utilizado para medir o valor energético dos alimentos. Esse aparelho funciona com a combustão de uma amostra de determinado alimento que fica dentro de uma câmara com oxigênio mergulhada na água. Com uma faísca, inicia-se a combustão da amostra, e o alimento perde energia na forma de calor, aquecendo a água. Com um termômetro, medem-se a temperatura inicial e a temperatura final da água e descobre-se a quantidade de calor liberada pelo alimento.

Esquema de um calorímetro a água com termômetro, amostra, câmara de combustão e caixa de ignição
(https://educador.brasilescola.uol.com.br. Adaptado.)

Considere que, para se determinar o valor energético do amendoim, 500 g desse alimento foram colocados em um calorímetro a água contendo 100 kg de água, inicialmente a 20 ºC, os quais, após absorverem totalmente o calor liberado pela combustão dessa amostra, tiveram sua temperatura elevada para 55 ºC. Adotando o valor de $4000\text{ J/(kg}\cdot\text{ºC)}$ para o calor específico da água, o valor energético do amendoim, determinado por essa medição, foi de

A)21 kJ/g.
B)14 kJ/g.
C)35 kJ/g.
D)7 kJ/g.
E)28 kJ/g.

Alternativa correta

E
Resolução

A água recebe o calor liberado pela combustão do amendoim:

$Q=mc\Delta T$.

$Q=100\cdot4000\cdot(55-20)=14\,000\,000\text{ J}=14\,000\text{ kJ}$.

Esse valor corresponde à combustão de $500\text{ g}$ de amendoim. Logo, o valor energético por grama é

$\dfrac{14\,000}{500}=28\text{ kJ/g}$.

Q43
Óptica Geométrica — Espelho Convexo

Ao entrar em uma loja de espelhos, uma pessoa parou em frente a um espelho esférico e viu sua imagem formada por ele. Uma funcionária da loja informou à pessoa que, para um objeto real colocado diante daquele espelho, ele só formava imagens virtuais, direitas e menores do que o objeto. Sabendo que a pessoa parou a 2 m do vértice do espelho, cujo módulo da distância focal era 0,5 m, a distância entre a imagem da pessoa e o vértice do espelho era de

A)33 cm.
B)40 cm.
C)67 cm.
D)50 cm.
E)24 cm.

Alternativa correta

B
Resolução

Um espelho que, para qualquer objeto real, forma apenas imagens virtuais, direitas e menores é um espelho convexo. Portanto, sua distância focal é negativa:

$f=-0{,}5\text{ m},\qquad p=2\text{ m}$.

Pela equação dos espelhos esféricos,

$\dfrac{1}{f}=\dfrac{1}{p}+\dfrac{1}{p'}$.

$\dfrac{1}{-0{,}5}=\dfrac{1}{2}+\dfrac{1}{p'}$.

$-2=0{,}5+\dfrac{1}{p'}\Rightarrow \dfrac{1}{p'}=-2{,}5$.

$p'=-0{,}40\text{ m}$.

O sinal negativo confirma que a imagem é virtual. A distância entre a imagem e o vértice é, em módulo, $40\text{ cm}$.

Q44
Movimento Harmônico Simples — Período

Em uma academia de ginástica, uma pessoa faz um exercício para suas pernas. Nessa atividade, ela deve fazer oscilar uma carga em uma direção paralela à direção do eixo x, como mostrado na figura.

Pessoa utilizando aparelho de ginástica em que a barra B oscila ao longo do eixo x
(http://krachttraining.info. Adaptado.)

O gráfico mostra como varia, em função do tempo, a posição da barra B em que está presa a carga, a partir do instante em que a pessoa começa o exercício $(t=0)$.

Gráfico da posição x em função do tempo, com máximos em t igual a 0 s e 4 s e mínimos em 2 s e 6 s

Considerando que essa pessoa deve fazer três conjuntos de dez oscilações completas cada um, com um intervalo de um minuto entre dois conjuntos consecutivos, o intervalo de tempo entre o início e o término desse exercício é de

A)3,5 min.
B)2,5 min.
C)3,0 min.
D)2,0 min.
E)4,0 min.

Alternativa correta

E
Resolução

Pelo gráfico, a barra está em uma posição máxima em $t=0$ e volta à mesma posição, com o mesmo sentido de movimento, em $t=4\text{ s}$. Portanto, o período é

$T=4\text{ s}$.

Cada conjunto possui 10 oscilações completas:

$10T=10\cdot4=40\text{ s}$.

Os três conjuntos exigem $3\cdot40=120\text{ s}=2\text{ min}$. Como há um intervalo de 1 minuto entre conjuntos consecutivos, existem dois intervalos:

$2\text{ min}+2\cdot1\text{ min}=4\text{ min}$.

Q45
Eletrodinâmica — Potência Elétrica

Em um ferro de passar está colada a etiqueta mostrada na figura, que traz especificações técnicas do aparelho.

Etiqueta técnica de ferro de passar indicando 120 V, 60 Hz e 1200 W

Quando estiver em funcionamento com as especificações indicadas na etiqueta, esse ferro de passar será percorrido por uma corrente elétrica de intensidade

A)0,5 A.
B)20 A.
C)2 A.
D)10 A.
E)0,05 A.

Alternativa correta

D
Resolução

A etiqueta informa a tensão de funcionamento e a potência do ferro:

$U=120\text{ V},\qquad P=1200\text{ W}$.

Para um aparelho resistivo em funcionamento nominal,

$P=UI$.

Assim,

$I=\dfrac{P}{U}=\dfrac{1200}{120}=10\text{ A}$.

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