Resolução comentada das questões de FÍSICA da UNITAU MEDICINA – SP – 2017

Resolução comentada das questões de FÍSICA da

UNITAU MEDICINA – SP – 2017

01-

a) Errado A posição do objeto é dada por x(t) = (30 cos30º)t e y(t) = (30 sen30º)t-5t², o que caracteriza um movimento parabólico. O eixo x representa a distância horizontal percorrida pelo objeto e o eixo y representa a distância vertical percorrida pelo objeto. Note que é o termo quadrático da função y(t) que caracteriza a parábola e indica que o objeto tem uma fase de subida (primeira metade da parábola) e uma fase de descida (segunda metade da parábola).

b) Errado Como explicado no item a, as funções de posição do objeto, x(t) e y(t), caracterizam um movimento curvilíneo.

c) Errada Utilizando a equação de Torricelli, podemos obter a altura máxima que o objeto atinge, em relação ao solo

A velocidade V_y é a componente vertical da velocidade no ponto mais alto da trajetória, que vale zero (momento em que o objeto está na transição da fase subida para a fase de descida).

Podemos descobrir a velocidade inicial V_oy das equações de posição dadas no enunciado da questâo:

Portanto

Temos então que:

A altura máxima que o objeto atinge, portanto, é 11,25 metros.

É importante saber diferenciar o movimento em x do movimento em y, pois podem ter valores distintos, como é este o caso. Também devemos notar que a distância ΔS na equação de Torricelli é relativa ao movimento vertical, pois é somente nele que consideramos a atuação da gravidade.

d) Errada Podemos calcular o tempo em que o objeto atinge o ponto mais alto e chega ao solo novamente, através da equação dada no enunciado:

Resolvendo essa equação de segundo grau encontramos que o tempo de subida é de 1,5 segundos. Como o tempo de descida é igual ao tempo de subida, o tempo total é 3 segundos.

e) Correto Podemos calcular a distância horizontal através da equação em x, dada no enunciado, utilizando o tempo calculado no item d, já que é o mesmo.

R- Portanto, a resposta correta é a alternativa E.

02-

Para encontrar o módulo da aceleração de descida do objeto, é necessário fazer o somatório de forças sobre o corpo e assim obter a equação dinâmica.

Sabendo que m = 8 Kg

A = µ.N

N = P.cosϴ

Podemos escrever a seguinte equação da resultante das forças:

a) Coeficiente de atrito cinético igual a 0,3

b) Coeficiente de atrito cinético igual a 0,1

c) Coeficiente de atrito cinético igual a 0,2

d) Coeficiente de atrito cinético igual a 0,4

e) Coeficiente de atrito cinético igual a 0,7

R- Portanto, a resposta correta é a alternativa a.

03-

A energia dissipada pode ser calculada pela variação da energia mecânica, isto é, se não houvesse perdas durante o movimento do objeto, toda energia cinética adquirida durante a subida deveria converter-se em energia potencial gravitacional, mas como isso não ocorre, a diferença entre elas será a parcela de energia dissipada pelo atrito com o ar durante a subida.

A energia dissipada durante a subida será de 2 joules, enquanto que se não houvesse a resistência do atrito, a energia obtida no ponto mais alto da subida seria:

Portanto, o percentual de energia perdida será a parcela dissipada pelo total que poderia ser obtido:

R- Portanto, a resposta correta é a alternativa B.

04-

Podemos resolver este problema, através da conservação da energia mecânica, dada pela relação

Sabendo que no início não havia energia cinética, pois o objeto estava em repouso, e que quando atinge o solo não há mais energia potencial gravitacional, pois não há mais altura, podemos reescrever a expressão de conservação da energia

R- Portanto, a resposta correta é a alternativa D.

05-

Podemos resolver esta questão através da Lei de Snell-Descartes

Temos, então, que

R- Portanto, a resposta correta é a alternativa A.

06-

a) Correto Podemos calcular a carga nos capacitores através da expressão

Sabendo que a tensão é dividida pela metade entre os dois capacitores, por estarem em série e terem capacitâncias iguais

Temos, então, que

b) Errado As cargas em cada um são iguais pois estão em série e possuem mesmo valor de capacitância.

c) Errado A diferença de potencial que sai da fonte é dividida pela metade em cada capacitor por estarem em série e terem mesmo valor de capacitância, dessa forma vai 50 V para cada um.

d) Errado Assim como explicado no item c, a diferença de potencial em cada um dos capacitores são iguais e valem 50 V.

e) Errado Como foi explicado nos itens a e c, as cargas e as tensões em cada um são iguais.

R- Portanto, a resposta correta é a alternativa A.

07-

Para compreender melhor a questão podemos marcar a polaridade dos elementos de carga da seguinte forma:

a) Errado De acordo com a teoria de circuitos elétricos, em ramos paralelos a tensão é a mesma desde que não exista algum elemento entre eles. Neste caso, parte da tensão que sai da fonte de 36 V, é retida pelo resistor de 4 Ohms, dessa forma, a tensão que chega no capacitor é Portanto, é menor que 36 V.

b) Errado pelo mesmo motivo do item a. O resistor de 4 Ohms pega parte dos 36 V que saem da fonte. A tensão no resistor de 8 Ohms é a mesma que no capacitor, por estarem em ramos paralelos e sem algum outro elemento entre eles. Portanto

c) Errado Como o circuito está em regime estacionário, podemos concluir que o capacitor está totalmente carregado e se comporta como um circuito aberto, veja a figura abaixo:

Dessa forma, a corrente elétrica não passa mais pelo capacitor. Portanto a corrente entre os resistores de 8 e 4 Ohms pode ser calculada como

Note que nesta nova configuração, a resistência de 4 Ohms está em série com a de 8 Ohms, portanto a resistência equivalente é a soma das duas.

d) Errado Como o circuito está em regime estacionário, admitimos que o capacitor está totalmente carregado e se comporta como um circuito aberto, ou seja, nenhuma corrente passa por ele.

e) Correto A energia armazenada em um capacitor pode ser calculada pela relação entre a quantidade de carga e a tensão em cima dele, veja o gráfico abaixo:

A energia potencial elétrica E_P, armazenada no capacitor, é numericamente igual a área sob a curva na figura. Sabendo que

Sendo E_P = a energia potencial elétrica

Q = a quantidade de carga no capacitor

V_C = a tensão elétrica no capacitor

C = a capacitância

Podemos calcular a energia armazenada no capacitor da seguinte forma:

R- Portanto, a resposta correta é a alternativa E.

08-

Neste problema, é importante notar que não somente o vidro do recipiente dilata mas também o líquido dentro dele. A variação do volume do líquido é dada pela soma da variação do volume do vidro mais a variação do volume de líquido vazado, conforme a seguinte expressão (I)

Podemos calcular a variação do volume através da seguinte expressão de dilatação (II)

Substituindo a expressão (II) em (I), temos:

R- Portanto, a resposta correta é a alternativa A.

09-

a) Errado Isocórica significa uma transformação a volume constante, e de A para B o volume varia de 10 para 20 m³.

b) Errado Isobárica significa uma transformação a pressão constante, e de B para C a pressão varia de 1 para 3 atm.

c) Errado Podemos usar o modelo de gás ideal no qual

A temperatura no ponto B é duas vezes a temperatura no ponto A.

d) Correto

e) Errado Como mostrado no item d, .

R- Portanto, a resposta correta é a alternativa D.

10-

a) Errado Nas usinas nucleares a energia é gerada a partir da reação nuclear de um elemento quando é transformado em um de seus isótopos.

b) Correto Nas usinas hidrelétricas a água proveniente de um rio é represada e então sofre uma queda, caindo sobre as pás de uma turbina convertendo a energia potencial em energia cinética e depois em energia elétrica através de geradores.

c) Errado Nas usinas termelétricas a energia é gerada a partir da queima de combustíveis vegetais.

d) Errado Nos parques eólicos a energia é gerada através do fluxo de vento.

e) Errado Nas usinas solares a energia é gerada a partir de células solares que captam a energia dos raios de sol.

R- Portanto, a resposta correta é a alternativa B.

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