UNISA Medicina 2018 — Física resolvida

Q36

Dinâmica — Sistema de corpos e tração

Um trenzinho de madeira é composto por dois vagões (azul e verde) e uma locomotiva (roxa) conectados por meio de engates. As três composições possuem quatro rodinhas idênticas e qualquer ação do atrito pode ser considerada nula.

Trenzinho com dois vagões e uma locomotiva, com seta indicando o engate entre o vagão verde e a locomotiva

Mantendo uma força de intensidade 0,9 N, horizontal e para a direita sobre a locomotiva, uma criança inicia o movimento de seu trenzinho.

Sabendo que a massa de cada vagão é 160 g e a massa da locomotiva é 130 g, a intensidade da força de tração exercida sobre o engate indicado pela seta é

A)0,26 N.

B)0,32 N.

C)0,44 N.

D)0,56 N.

E)0,64 N.

Alternativa correta

E

Resolução

A massa total do conjunto é

$m_{\text{tot}}=0{,}160+0{,}160+0{,}130=0{,}450\text{ kg}$.

Como o atrito é desprezível, pela 2ª Lei de Newton:

$a=\dfrac{F}{m_{\text{tot}}}=\dfrac{0{,}9}{0{,}45}=2\text{ m/s}^2$.

O engate indicado está entre a locomotiva e o vagão verde. Assim, sua tração acelera os dois vagões, cuja massa conjunta é

$m=0{,}160+0{,}160=0{,}320\text{ kg}$.

Logo,

$T=ma=0{,}320\cdot2=0{,}64\text{ N}$.

Q37

Movimento circular — Velocidade tangencial

Em algumas máquinas de lavar roupas, quando praticamente toda a água foi drenada, o tambor onde estão as roupas começa a girar até atingir determinada velocidade angular, que será mantida constante até o final da drenagem. Esse tambor é repleto de furos na base e na lateral cilíndrica para permitir a retirada da água. A figura mostra um ponto P, localizado na lateral do cilindro de um tambor que gira em sentido horário com velocidade angular constante.

Vista superior de um tambor girando em sentido horário, com o ponto P na lateral e as direções Q, R, S, T e U

Uma gota de água passa por um orifício em P. Admitindo que o ar não influencie o movimento dessa gota e tendo como referência os segmentos de reta que unem P aos pontos Q, R, S, T e U, a trajetória seguida por essa gota terá a direção do segmento que une o ponto P ao ponto

A)S.

B)U.

C)T.

D)Q.

E)R.

Alternativa correta

B

Resolução

No instante em que a gota deixa o tambor, ela mantém a velocidade que possuía naquele ponto. Essa velocidade é tangente à trajetória circular.

O ponto P está na extremidade direita do tambor. Como a rotação é no sentido horário, a velocidade tangencial em P aponta verticalmente para baixo.

Essa direção coincide com o segmento $PU$.

Q38

Calorimetria — Curva de aquecimento e mudança de fase

Uma amostra de gelo de massa 40 g, inicialmente à temperatura de −20 ºC, recebe o calor gerado por uma fonte térmica durante 10 minutos. Essa fonte irradia 400 cal/min e todo o calor gerado por ela é absorvido pela amostra.

Considere:

• o calor específico do gelo = 0,5 cal/(g · ºC);
• o calor específico da água = 1,0 cal/(g · ºC);
• o calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g;
• a temperatura de fusão do gelo = 0 ºC.

Nessas condições, a variação da temperatura da amostra em função do tempo está corretamente representada em

A)

Gráfico A de temperatura em função do tempo

B)

Gráfico B de temperatura em função do tempo

C)

Gráfico C de temperatura em função do tempo

D)

Gráfico D de temperatura em função do tempo

E)

Gráfico E de temperatura em função do tempo

Alternativa correta

D

Resolução

Para aquecer o gelo de $-20\,^{\circ}\mathrm{C}$ até $0\,^{\circ}\mathrm{C}$:

$Q_1=mc\Delta T=40\cdot0{,}5\cdot20=400\text{ cal}$.

Como a fonte fornece 400 cal/min, essa etapa dura

$t_1=1\text{ min}$.

Para fundir todo o gelo:

$Q_2=mL=40\cdot80=3200\text{ cal}$,

o que exige

$t_2=\dfrac{3200}{400}=8\text{ min}$.

a temperatura permanece em $0\,^{\circ}\mathrm{C}$ de $t=1$ min até $t=9$ min.

No último minuto, a água recebe mais 400 cal:

$400=40\cdot1\cdot\Delta T\Rightarrow\Delta T=10\,^{\circ}\mathrm{C}$.

Assim, em $t=10$ min, a temperatura chega a $10\,^{\circ}\mathrm{C}$, exatamente como no gráfico D.

Q39

Óptica geométrica — Lentes esféricas

Utilizando uma lente convergente de distância focal igual a 20 cm, um professor pretende projetar a imagem da chama de uma vela sobre o plano de uma parede da sala de aula, a uma distância de 1 m da lente. Nessa projeção, o aumento transversal linear, em módulo, será igual a

A)2.

B)8.

C)4.

D)5.

E)1.

Alternativa correta

C

Resolução

A imagem é projetada na parede, portanto é real e está a

$p'=1\text{ m}=100\text{ cm}$.

Pela equação de Gauss:

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

Substituindo $f=20$ cm e $p'=100$ cm:

$\dfrac{1}{20}=\dfrac{1}{p}+\dfrac{1}{100}$

$\dfrac{1}{p}=\dfrac{4}{100}\Rightarrow p=25\text{ cm}$.

O módulo do aumento transversal é

$|A|=\dfrac{p'}{p}=\dfrac{100}{25}=4$.

Q40

Eletrodinâmica — Lei de Ohm e associação em série

Um circuito elétrico contendo três resistores associados foi montado com componentes ideais. No circuito, um dos terminais do voltímetro é mantido fixo no ponto X, enquanto o outro terminal pode ser conectado aos pontos Y, Z e T.

Circuito em série com três resistores, amperímetro e voltímetro com um terminal fixo no ponto X

O amperímetro indica uma corrente elétrica de 2 A, enquanto o voltímetro, quando seu terminal livre é conectado sucessivamente aos pontos Y, Z e T, indica os valores de tensão de 60 V, 100 V e 140 V, respectivamente.

Os valores das resistências elétricas do resistor vermelho, azul e verde são, nesta ordem,

A)30 Ω, 20 Ω e 20 Ω.

B)50 Ω, 50 Ω e 70 Ω.

C)30 Ω, 50 Ω e 70 Ω.

D)50 Ω, 25 Ω e 25 Ω.

E)120 Ω, 200 Ω e 280 Ω.

Alternativa correta

A

Resolução

Os três resistores estão em série e são percorridos pela mesma corrente $I=2\text{ A}$.

Com o voltímetro entre X e Y, mede-se a tensão apenas no resistor vermelho:

$R_v=\dfrac{60}{2}=30\,\Omega$.

Entre X e Z, a tensão é a soma das quedas nos resistores vermelho e azul:

$R_v+R_a=\dfrac{100}{2}=50\,\Omega$.

Logo,

$R_a=50-30=20\,\Omega$.

Entre X e T, estão os três resistores:

$R_v+R_a+R_g=\dfrac{140}{2}=70\,\Omega$.

Assim,

$R_g=70-30-20=20\,\Omega$.

as resistências são $30\,\Omega$, $20\,\Omega$ e $20\,\Omega$.

UNISA · Medicina 2018

Dados da prova