USCS 2025.1 — Questões de Física comentadas — Método TEF
Universidade Municipal de São Caetano do Sul · Medicina
Vestibular de Medicina USCS 2025.1 · Prova II — questões de Física Q36 a Q40 com gabarito e resolução comentada Método TEF.
Q36
Mecânica — Cinemática — Queda livre
A ginástica de trampolim foi uma das modalidades olímpicas disputadas nos Jogos Olímpicos de Paris em 2024. Nesse esporte, os atletas devem saltar com o auxílio de uma cama elástica e fazer acrobacias, como mostra a figura.
(https://gymnastics-now.com, 02.08.2024.)
Suponha que, em um dos seus saltos, um atleta atinja uma altura máxima de 6 m em relação à cama elástica e desça verticalmente, sem girar, até atingir novamente a cama elástica. Desconsiderando a resistência do ar e assumindo que a aceleração da gravidade no local é de 10 m/s², a velocidade escalar do atleta no instante em que ele toca a cama elástica é, aproximadamente, de
A)13 m/s.
B)9 m/s.
C)7 m/s.
D)11 m/s.
E)5 m/s.
Gabarito oficial
D
Resolução
Na altura máxima a velocidade vertical é nula. Sem resistência do ar, a descida é uma queda livre, e a equação de Torricelli dá
Mecânica — Trabalho e energia — Energia potencial elástica
A ginástica de trampolim foi uma das modalidades olímpicas disputadas nos Jogos Olímpicos de Paris em 2024. Nesse esporte, os atletas devem saltar com o auxílio de uma cama elástica e fazer acrobacias.
Considerando a cama elástica como uma mola de constante elástica $k=40\ \text{kN/m}$, se o atleta provoca uma deformação máxima de 50 cm nessa mola, a energia potencial elástica acumulada no momento em que a mola encontra-se em sua deformação máxima é igual a
A)3 000 J.
B)4 000 J.
C)6 000 J.
D)2 000 J.
E)5 000 J.
Gabarito oficial
E
Resolução
Com $k=40\ \text{kN/m}=4{,}0\times10^{4}\ \text{N/m}$ e $x=50\ \text{cm}=0{,}50\ \text{m}$, a energia potencial elástica é
Termologia — Termodinâmica — Transformação isotérmica no gráfico p × V
Certa quantidade de um gás ideal sofre uma transformação do estado inicial A para o estado final B. O gráfico mostra como a pressão $p$ varia com o volume $V$ durante essa transformação.
Nessas condições, o gás sofre uma
A)expansão adiabática.
B)expansão isotérmica.
C)compressão isotérmica.
D)expansão isocórica.
E)compressão adiabática.
Gabarito oficial
B
Resolução
Pela equação de estado do gás ideal, $pV=nRT$, o produto $pV$ é proporcional à temperatura.
Estado A: $p_AV_A=5\cdot 2=10\ \text{atm}\cdot\text{m}^3$.
Estado B: $p_BV_B=2\cdot 5=10\ \text{atm}\cdot\text{m}^3$.
Os produtos são iguais, então $T_A=T_B$, e a transformação é isotérmica. O volume passa de 2 m³ para 5 m³, ou seja, aumenta: é uma expansão. Uma transformação isocórica teria volume constante, e uma adiabática teria temperatura variando.
Q39
Óptica e Ondulatória — Óptica geométrica — Formação de imagem em espelho côncavo
Na Medicina, espelhos esféricos são utilizados no auxílio de diagnósticos ou em procedimentos cirúrgicos. Considere um objeto, representado pelo ponto O, posicionado à frente de um espelho esférico côncavo E que obedece às leis de nitidez de Gauss e que possui um foco F e um centro de curvatura C, como mostra a figura.
A imagem do objeto O conjugada pelo espelho E é representada, na figura, pelo ponto
A)Y.
B)Z.
C)W.
D)X.
E)V.
Gabarito oficial
A
Resolução
Na figura, o objeto O está acima do eixo óptico, a uma distância do vértice entre a do foco $F$ e a do centro de curvatura $C$, isto é, $f\lt p\lt 2f$.
Nessa região, o espelho côncavo conjuga uma imagem:
real, formada à frente do espelho (do mesmo lado do objeto);
invertida, portanto abaixo do eixo óptico;
maior que o objeto;
localizada além de $C$, pois $p'\gt 2f$.
Os pontos $V$ e $W$ ficam atrás do espelho, e uma imagem real não se forma ali. O ponto $X$ está acima do eixo, o que corresponderia a uma imagem direita. O ponto $Z$ está abaixo do eixo, mas na mesma distância do vértice que o objeto, o que só ocorreria com o objeto sobre $C$. O único ponto abaixo do eixo, à frente do espelho e além de $C$ é $Y$.
Q40
Eletricidade — Circuitos elétricos — Associação mista e potência dissipada
Em uma demonstração a seus alunos, um professor monta um circuito elétrico com uma fonte de 60 V e três lâmpadas idênticas, $L_1$, $L_2$ e $L_3$, todas com resistências elétricas ôhmicas de $20\ \Omega$ cada, como mostra a figura.
Quando a fonte é ligada, a lâmpada
A)$L_1$ brilha mais forte, dissipando uma potência de 40 W.
B)$L_2$ brilha mais forte, dissipando uma potência de 80 W.
C)$L_1$ brilha mais forte, dissipando uma potência de 80 W.
D)$L_2$ brilha mais forte, dissipando uma potência de 40 W.
E)$L_3$ brilha mais forte, dissipando uma potência de 40 W.
Gabarito oficial
C
Resolução
$L_2$ e $L_3$ estão em paralelo entre si:
$$R_{23}=\frac{20\cdot 20}{20+20}=10\ \Omega.$$
Esse conjunto está em série com $L_1$, então a resistência total é
