Seu pé direito agora também na MEDICINA
UNIFESP/2002
FÍSICA
17. A figura representa uma demonstração simples que
costuma ser usada para ilustrar a primeira lei de Newton.
c
m
→
F
b) Nem sempre é verdade, pois se F > Fat, o corpo
escorrega.
Portanto, no caso limite:
F = Fat
F=µ.N
F = µ . m . g ⇒ F = 0,15 . 0,01 . 10 ⇒
⇒ F = 0,015 N = 1,5 x 10–2 N
A força deve ser superior a 1,5 x 10–2 N.
O copo, sobre uma mesa, está com a boca tampada pelo
cartão c e, sobre este, está a moeda m. A massa da moeda
é 0,010 kg e o coeficiente de atrito estático entre a moeda e
o→cartão é 0,15. O experimentador puxa o cartão com a força
F, horizontal, e a moeda escorrega do cartão e cai dentro do
copo.
a) Copie no caderno de respostas apenas a moeda m e,
nela, represente todas as forças que atuam sobre a
moeda quando ela está
escorregando sobre o cartão
→
puxado pela força F. Nomeie cada uma das forças
representadas.
b) Costuma-se explicar o que ocorre com a afirmação de
que, devido à sua inércia, a moeda escorrega e cai dentro
do copo. Isso
é sempre verdade ou é necessário que o
→
módulo de F tenha uma intensidade mínima para que a
moeda escorregue sobre o cartão? Se for necessária
essa força mínima, qual é, nesse caso, o seu valor?
(Despreze a massa do cartão, o atrito entre o cartão e o
copo e admita g = 10 m/s2.)
→
Resolução:
a)
18. Uma xícara vazia cai de cima da mesa de uma cozinha e
quebra ao chocar-se com o piso rígido. Se essa mesma
xícara caísse, da mesma altura, da mesa da sala e, ao atingir
o piso, se chocasse com um tapete felpudo, ela não se
quebraria.
a) Por que no choque com o piso rígido a xícara se quebra
e no choque com o piso fofo do tapete, não?
b) Suponha que a xícara caia sobre o tapete e pare, sem
quebrar. Admita que a massa da xícara seja 0,10 kg, que
ela atinja o solo com velocidade de 2,0 m/s e que o
tempo de interação do choque é de 0,50 s. Qual a
intensidade média da força exercida pelo tapete sobre a
xícara? Qual seria essa força, se o tempo de interação
fosse 0,010 s ?
Resolução:
a) O choque com o piso faz com que surja uma força muito
grande, pois o tempo de interação é muito baixo.
O choque com o tapete faz este tempo aumentar,
diminuindo, assim, a força sobre a xícara e a energia
cinética se perde mais lentamente.
→
→
→
F at
Para
→
→
→
t = 0,5 s
(1 – F) = – 0,4 N ⇒ F = 1,4 N
→
P
N ⇒ força normal de compressão da moeda sobre o cartão
→
Fat ⇒ força de atrito entre o cartão e a moeda
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→
(P – F) . 0,5 = 0 – 0,1 . 2
→
P ⇒ força peso
→
b) I = FR . ∆t = ∆ Q ⇒ FR . ∆t = m . Vf – m Vo
N
Para
t = 0,010 s
(1 – F) . 0,010 = 0 – 0,1 . 2
1 – F = –20 N ⇒ F = 21 N
1
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19. Os líquidos podem transformar-se em vapor por evaporação
ou ebulição. Enquanto a evaporação é um fenômeno
espontâneo, restrito à superfície do líquido e que pode
ocorrer a temperatura e pressão ambientes, a ebulição
ocorre em todo o líquido, sob condições de pressão e
temperatura determinadas para cada líquido. Mas ambas
as transformações, para se efetivarem, exigem o consumo
da mesma quantidade de calor por unidade de massa
transformada.
a) Quando as roupas são estendidas nos varais, ou a água
no piso molhado de um ambiente é puxada pelo rodo,
tem-se por objetivo apressar a secagem —
transformação da água em vapor — dessas roupas ou
do piso. Qual a causa comum que se busca favorecer
nesses procedimentos? Justifique.
b) Avalia-se que a área da superfície da pele de uma pessoa
adulta seja, em média, da ordem de 1,0 m2. Suponha
que, ao sair de uma piscina, uma pessoa retenha junto
à pele uma camada de água de espessura média
0,50 mm. Qual a quantidade de calor que essa camada
de água consome para evaporar? Que relação tem esse
cálculo com a sensação de frio que sentimos quando
estamos molhados, mesmo em dias quentes? Justifique.
Dados: densidade da água = 1000 kg/m3;
calor latente de vaporização da água = 2300 kJ/kg.
Resolução:
a) Aumentar a área de contato entre o ar e o líquido gera
um aumento na evaporação. Esse é o motivo que faz
com que estendamos a roupa esticada e espalhamos a
água no chão. As moléculas de água da superfície
rompem as pontes de hidrogênio, vencem a pressão
local e evaporam.
b) Q = m . L
Q=d.V.L
Q = 1 000 . (1 . 0,5 x 10–3) . 2 300 x 103
Q = 1 150 x 103 J = 1 150 kJ
20. O Sol tem diâmetro de 1,4 . 109 m e a sua distância média à
Terra é de 1,5 . 1011 m. Um estudante utiliza uma lente
convergente delgada de distância focal 0,15 m para projetar
a imagem nítida do Sol sobre uma folha de papel. Ele nota
que, se mantiver a imagem do Sol projetada sobre o papel
durante alguns segundos, o papel começa a queimar.
a) Qual o diâmetro da imagem do Sol projetada no papel?
b) A potência por unidade de área da radiação solar que
atinge a superfície da Terra, no Brasil, é da ordem de
1000 W/m2. Se a lente que o estudante usa tem contorno
circular com 0,10 m de diâmetro, qual a potência por
unidade de área da radiação solar que atinge o papel na
região onde a imagem do Sol é projetada?
(Despreze a radiação absorvida e refletida pela lente).
Como você explica a queima do papel utilizando esse
resultado?
Dado: π = 3,1.
Resolução:
1 1 1
= +
a)
f p p'
Desconsiderando a distância do papel à lente em relação
à distância do Sol à Terra, temos:
1
1
1
=
+
11
0,15
p
'
1,5 x 10
↑
aproximadamente zero
Resolvendo, obtemos p ' = 0,15 m.
A =
⇒
i
–p '
=
o
p
i
⇒
9
=
1, 4 x 10
– 0,15
11
⇒
1,5 x 10
i = – 1,4 x 10–3 m
Logo: diâmetro = 1,4 mm
 0,10 
b) Árealente = π R2 = 3,1 . 
2 
2
= 7,75 x 10–3 m2


Potlente = 1000 . 7,75 x 10–3 = 7,75 W = Potpapel
Áreapapel
 1, 4 x 10
= π r2 = 3,1 . 


2
−3 
2
 = 1,519 x 10–6 m2


Pot
7, 75
=
≅ 5,1 x 106 W/m2
Área 1,519 x 10−6
A potência que chega à Terra foi totalmente concentrada
em uma região. Observe que, inicialmente, a potência
era 1000 W/m2 e que, após inserirmos a lente, ela passou
a ser 5 100 000 W/m2, ou seja, uma potência muito
grande, que faz com que o papel queime.
Ι=
A camada de água absorve 1 150 kJ.
Para evaporar, a água retira uma quantidade de calor
muito grande de nosso corpo, o que gera uma sensação
de frio.
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21. Na figura, estão representadas duas pequenas esferas de
mesma massa, m = 0,0048 kg, eletrizadas com cargas de
mesmo sinal, repelindo-se, no ar. Elas estão penduradas
por fios isolantes muito leves, inextensíveis, de mesmo
comprimento, l = 0,090 m. Observa-se que, com o tempo,
essas esferas se aproximam e os fios tendem a tornar-se
verticais.
COMENTÁRIO DA PROVA DE FÍSICA
A prova da Unifesp/2002 priorizou a Mecânica, não abordando
a Ondulatória o que, ao nosso ver, é essencial na formação
dos futuros médicos e biológos. As questões, de nível médio,
envolviam muitos conceitos. As contas normalmente
apareciam nos itens “b”.
DISTRIBUIÇÃO
α
l
α
Óptica
20%
Mecânica
40%
l
a) O que causa a aproximação dessas esferas?
Durante essa aproximação, os ângulos que os fios
formam com a vertical são sempre iguais ou podem
tornar-se diferentes um do outro? Justifique.
b) Suponha que, na situação da figura, o ângulo α é tal
que sen α = 0,60; cos α = 0,80; tg α = 0,75 e as esferas
têm cargas iguais.
Qual é, nesse caso, a carga elétrica de cada esfera?
(Admitir g = 10 m/s2 e k = 9,0 . 109 N . m2/C2.)
Eletricidade
20%
Termologia
20%
Resolução:
a) O atrito com o ar faz com que, com o decorrer do tempo,
as esferas se tornem neutras. As massas são iguais e,
mesmo que as cargas sejam diferentes, a força elétrica
que uma exerce sobre a outra é sempre a mesma.
Portanto, todas as forças que atuam em cada esfera são
idênticas e, por isso, os ângulos são sempre iguais.
b)
sen α =
α
l
l
x
l
= 0,6
x = 0,6 l ∴ 2x = 1,2 l
2x = 0,108 m
x
x
14444444444
44244444444444
43
2x
F
tg α = E = 0,75
P
α
→
kQ.Q
T
→
P
(2x)
2
∴ FE = 0,75 P
4, 2 x 10−
4
= 0,75 m . g ∴ Q2 =
9
9 x 10
Q = ± 21,6 µC
→
FE
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