USCS 2025.2 — Questões de Física comentadas — Método TEF
Universidade Municipal de São Caetano do Sul · Medicina
Vestibular de Medicina USCS 2025.2 · Prova II — questões de Física Q36 a Q40 com gabarito e resolução comentada Método TEF.
Q36
Mecânica — Cinemática — Relação entre velocidade angular e linear
Os velocímetros de alguns carros antigos funcionavam com um cabo que ligava o velocímetro ao eixo de uma das rodas do carro. Esse cabo era girado pela roda, de forma que a velocidade indicada no velocímetro era diretamente proporcional à velocidade angular da roda do carro. Assim, para que o velocímetro informasse a velocidade corretamente, os pneus do carro deveriam possuir determinado valor para o raio externo, original de fábrica. Considere que os pneus originais de um desses carros foram trocados por pneus novos, o que levou ao aumento dos raios externos de 27 cm para 30 cm, conforme a figura.
Com os novos pneus, quando o velocímetro do carro estiver indicando 90 km/h, a velocidade real do carro será
A)88 km/h.
B)95 km/h.
C)100 km/h.
D)102 km/h.
E)85 km/h.
Gabarito oficial
C
Resolução
A velocidade linear do carro é $v=\omega\,R$. O velocímetro indica um valor proporcional a $\omega$, calibrado com o raio original $R_0=27\ \text{cm}$: indicar 90 km/h significa $\omega R_0=90\ \text{km/h}$, ou seja, $\omega=\dfrac{90}{R_0}$.
Com o pneu novo, de raio $R=30\ \text{cm}$, e o mesmo $\omega$ da roda, a velocidade real é
Mecânica — Hidrostática — Pressão de coluna líquida
O frasco de sabonete líquido da figura foi projetado de forma que, ao se pressionar o bocal móvel, a pressão no interior desse recipiente se torna maior do que a pressão no exterior. Nessas condições, a diferença de pressão, $\Delta P$, entre o interior e o exterior do frasco faz com que o sabonete líquido suba pelo tubo interno desse recipiente, atinja uma altura $h$ e saia pelo bocal.
Considere que, para o sabonete sair pelo bocal do frasco, basta que a coluna de sabonete líquido dentro do tubo atinja a altura do bocal. Sabendo que a densidade do sabonete líquido é de 1,05 g/cm³, $g=10\ \text{m/s}^2$ e $h=6\ \text{cm}$, o valor mínimo de $\Delta P$ para que o sabonete saia pelo bocal é de
A)210 Pa.
B)630 Pa.
C)960 Pa.
D)1 250 Pa.
E)1 530 Pa.
Gabarito oficial
B
Resolução
Para o sabonete subir até a altura $h$, a diferença de pressão deve ao menos equilibrar o peso da coluna líquida, ou seja, a pressão hidrostática $\rho\,g\,h$.
Em unidades do SI: $\rho=1{,}05\ \text{g/cm}^3=1\,050\ \text{kg/m}^3$ e $h=6\ \text{cm}=0{,}06\ \text{m}$. Então
Mecânica — Cinemática — Velocidade ao longo de uma rampa
Os degraus de uma escada rolante de um shopping possuem 30 cm de altura e 40 cm de comprimento e são montados pelo maquinário interno da escada com uma frequência de 1 degrau por segundo, conforme a figura.
Um observador, parado em um dos andares do shopping, verá uma pessoa que se encontre parada em um dos degraus da escada deslocando-se paralelamente ao corrimão dessa escada com uma velocidade $\vec v$ de
A)0,10 m/s.
B)0,50 m/s.
C)0,25 m/s.
D)0,30 m/s.
E)0,45 m/s.
Gabarito oficial
B
Resolução
Uma pessoa parada sobre um degrau se move junto com ele. Em cada segundo, um degrau novo é montado, e a pessoa sobe o equivalente a um degrau ao longo da inclinação, paralelamente ao corrimão.
Esse deslocamento é a diagonal do degrau, de 40 cm de comprimento e 30 cm de altura:
Termologia — Calorimetria — Tempo de aquecimento por potência
Uma chaleira elétrica apresenta em seu corpo a informação de sua potência elétrica nominal, conforme a figura.
Essa chaleira possui um resistor elétrico em sua base, que dissipa energia elétrica e aquece a água colocada na chaleira. Durante o aquecimento da água, o resistor consome toda a potência da chaleira. Quando a água atinge 100 ºC, sem evaporar, o resistor é desligado.
Considere que toda energia dissipada pelo resistor seja transferida, em forma de calor, para 1,0 L de água, a 20 ºC, inserido no interior da chaleira, e que o calor específico e a densidade da água sejam 4 200 J/(kg·ºC) e 1 kg/L, respectivamente. O tempo necessário para que toda a água seja aquecida até 100 ºC será de
A)6 min e 24 seg.
B)9 min e 06 seg.
C)8 min e 12 seg.
D)5 min e 36 seg.
E)7 min e 48 seg.
Gabarito oficial
D
Resolução
A massa de água é $m=1\ \text{kg}$ (1,0 L com densidade 1 kg/L). O calor necessário é
Como $336=5\cdot 60+36$, o tempo é de 5 min e 36 s.
Q40
Eletricidade — Potência e energia elétrica — Resistência a partir da potência nominal
Uma chaleira elétrica apresenta em seu corpo a informação de sua potência elétrica nominal, de 1 000 W, e possui um resistor elétrico em sua base, que dissipa energia elétrica e aquece a água colocada na chaleira. Durante o aquecimento da água, o resistor consome toda a potência da chaleira.
Suponha que o circuito elétrico dessa chaleira seja constituído basicamente pelo resistor em sua base. Sabendo que essa chaleira opera com uma tensão de 110 V, o valor da resistência do resistor deve ser de
A)8,5 Ω.
B)3,2 Ω.
C)60,4 Ω.
D)24,3 Ω.
E)12,1 Ω.
Gabarito oficial
E
Resolução
A potência dissipada por um resistor ôhmico submetido à tensão $V$ é $P=\dfrac{V^2}{R}$. Com $P=1\,000\ \text{W}$ e $V=110\ \text{V}$:
