UFLA 2021 (PAS, 2ª etapa) — questão 15 de Física

Gabarito DCinemática — velocidade do impulso nervoso e tempo de resposta da girafaPAS · 2ª etapa · Grupo XXI, triênio 2020–2022 · prova de 25/09/2021
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 15 de Física do UFLA 2021 (PAS, 2ª etapa)

Enunciado em texto

A velocidade de propagação dos estímulos nervosos na membrana varia entre 10 cm/s e 1 m/s. Tais velocidades são insuficientes para coordenar as ações de animais de grande porte. Em uma girafa, por exemplo, um estímulo nervoso que viaja a velocidade de 1 m/s levaria entre 3 s a 4 s para percorrer a distância que vai da pata traseira ao encéfalo. Se fosse essa realmente a velocidade de condução nervosa na girafa, ela seria um animal lento e descoordenado, incapaz de enfrentar situações que exigissem respostas rápidas. A propagação rápida dos estímulos nervosos é garantida pela presença da bainha de mielina que recobre as fibras nervosas. A bainha de mielina é constituída por camadas concêntricas de membranas plasmáticas de células da glia, principalmente células de Shwann. Entre as células gliais que envolvem o axônio existem pequenos espaços, os nódulos de Ranvier, onde a membrana do neurônio fica exposta. Nas fibras nervosas mielinizadas, o estímulo nervoso, em vez de se propagar continuamente pela membrana do neurônio, pula diretamente de um nódulo de Ranvier para outro. Nesses neurônios mielinizados, a velocidade de propagação do estímulo nervoso pode atingir velocidades de até 200 m/s (720 Km/s).

Fonte: Disponível em: https://www.sobiologia.com.br/conteudos/FisiologiaAnimal/nervoso5.php. Acesso em 5/8/2020.

Baseado nos dados do texto, o tempo CORRETO para coordenar as ações motoras na girafa é:

A) De 15 cs a 20 cs

B) De 15 ds a 20 ds

C) De 15 μs a 20 μs

D) De 15 ms a 20 ms

(Enunciado: PAS/UFLA 2ª etapa (Grupo XXI, triênio 2020–2022), prova de 25/09/2021 — Universidade Federal de Lavras.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal de Lavras (UFLA) e à sua Coordenadoria Geral de Processos Seletivos (COPESE/UFLA).

Resolução comentada

O que a questão pede: o tempo que o impulso nervoso leva da pata traseira ao encéfalo da girafa quando viaja a 200 m/s, numa fibra com mielina.

Passo 1 — a distância, tirada do próprio texto. A 1 m/s, o impulso levaria de 3 s a 4 s. Então a distância da pata ao encéfalo é:

d=v t=1×(3 a 4)=3 a 4 md = v\,t = 1 \times (3\ \text{a}\ 4) = 3\ \text{a}\ 4\ \text{m}

Passo 2 — o tempo com a mielina. Mesma distância, agora a 200 m/s, com movimento uniforme (t=d/vt = d/v):

tmıˊn=3200=0,015 s=15 mst_{\text{mín}} = \frac{3}{200} = 0{,}015\ \text{s} = 15\ \text{ms}

tmaˊx=4200=0,020 s=20 mst_{\text{máx}} = \frac{4}{200} = 0{,}020\ \text{s} = 20\ \text{ms}

Atalho: a velocidade ficou 200 vezes maior, então o tempo fica 200 vezes menor: de 3–4 s para 15–20 milésimos de segundo.

Note: no texto aparece “200 m/s (720 Km/s)”. É um deslize do caderno: 200 m/s equivalem a 720 km/h (200 × 3,6). A conta usa os 200 m/s.

Por que não as outras: 15 cs a 20 cs são 0,15 s a 0,20 s (dez vezes mais que o certo); 15 ds a 20 ds são 1,5 s a 2,0 s; 15 μs a 20 μs são 1,5×10−51{,}5 \times 10^{-5} s a 2,0×10−52{,}0 \times 10^{-5} s (mil vezes menos).

⚠️ A armadilha: acertar 0,015 s a 0,020 s e errar o prefixo. “m” (mili) é 10−310^{-3}, “c” (centi) é 10−210^{-2}, “d” (deci) é 10−110^{-1}, “μ” (micro) é 10−610^{-6}. Lendo 0,015 s como “15 centésimos” cai-se na alternativa A; mas 15 centésimos de segundo seriam 0,15 s.

A ideia em uma frase: a mesma distância de 3 a 4 m percorrida a 200 m/s em vez de 1 m/s leva 200 vezes menos tempo: de 15 ms a 20 ms.

Resposta: alternativa D (de 15 ms a 20 ms).

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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