Santa Casa 2023 — questão 61 de Física
Enunciado em texto
O exame de espirometria consiste em medir o volume de ar que entra e sai dos pulmões. O gráfico apresenta o resultado de uma espirometria realizada durante uma manobra expiratória forçada, indicando o volume de ar expirado em função do tempo.
[Gráfico: Volume (L), de 0 a 5, em função do Tempo (s), de 0 a 6. A curva sai da origem subindo muito inclinada, chega a cerca de 4 L em 1 s, a cerca de 4,7 L em 2 s e depois quase não sobe mais, aproximando-se de 5 L até 6 s.]
(www.saude.ufpr.br. Adaptado.)
O coeficiente angular da reta tangente à curva desse gráfico fornece, no instante correspondente ao ponto de tangência, o valor
(A) do fluxo de ar que sai dos pulmões, em litros por segundo.
(B) da aceleração do ar que sai dos pulmões, em metros por segundo ao quadrado.
(C) da velocidade do ar que sai dos pulmões, em metros por segundo.
(D) do volume de ar ainda existente nos pulmões, em litros.
(E) do volume de ar já expirado, em litros.
(Enunciado e figura: Vestibular Santa Casa 2023, Prova de Conhecimentos Gerais — FCMSCSP/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade de Ciências Médicas da Santa Casa de São Paulo (FCMSCSP) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: o significado físico da inclinação da tangente num gráfico de volume expirado em função do tempo.
Passo 1 — inclinação é “taxa de variação”. O coeficiente angular da tangente mede quanto a grandeza do eixo vertical varia por unidade da grandeza do eixo horizontal, naquele instante:
Passo 2 — o que é volume por tempo. Volume que passa por unidade de tempo é a vazão (o fluxo) de ar. As unidades confirmam: litros no eixo vertical, segundos no horizontal, logo a inclinação sai em L/s.
No gráfico: no começo a curva é muito íngreme (o ar sai com fluxo grande, alguns litros por segundo); depois de uns 3 s ela fica quase horizontal, e o fluxo cai a quase zero: os pulmões estão quase vazios.
Por que não as outras: (B) aceleração seria a variação de uma velocidade com o tempo, e o gráfico não é de velocidade. (C) para ter a velocidade do ar, em m/s, seria preciso dividir a vazão pela área da seção por onde o ar passa, que o gráfico não dá. (D) o gráfico não mostra o ar que resta nos pulmões. (E) o volume já expirado é a altura do ponto na curva (a leitura do eixo vertical), não a inclinação.
⚠️ A armadilha: a alternativa C, por analogia com o gráfico posição × tempo, em que a inclinação é a velocidade. Aqui o eixo vertical é volume, não posição: a inclinação é volume por tempo, ou seja, vazão.
A ideia em uma frase: num gráfico volume × tempo, a inclinação da tangente é a vazão instantânea, em L/s.
Resposta: alternativa A (o fluxo de ar, em L/s).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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