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EAM 2007 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Escolas de Aprendizes-Marinheiros

Edição 2007 · Prova amarela · 14 questões de Física — resolução comentada Método TEF.

Q33
Mecânica — Dinâmica — Inércia e airbag

Numa tentativa de proteger-se de danos físicos de um eventual acidente automobilístico, os fabricantes de automóveis desenvolveram o AIR BAG, um tipo de sacola que é inflada no momento do acidente e que envolve motorista e passageiros, minimizando o impacto da colisão nos mesmos. Esse desenvolvimento foi baseado segundo a:

A)1ª lei de Newton
B)2ª lei de Newton
C)3ª lei de Newton
D)1ª lei da termodinâmica
E)2ª lei da termodinâmica

Gabarito do caderno — prova amarela

A
Resolução

Na leitura pretendida pela prova, o passageiro tende a conservar seu movimento quando o automóvel sofre uma parada brusca. Essa tendência é a inércia, expressa pela primeira lei de Newton.

O airbag fornece uma superfície que ajuda a desacelerar o corpo, reduzindo o choque direto com partes rígidas do veículo. Ele também aumenta o tempo de desaceleração.

A diminuição da força média pode ser descrita pelo impulso, mas o gabarito do caderno associa o contexto à primeira lei. São explicações complementares de aspectos diferentes do acidente.

Cuidado, armadilha! A questão destaca a inércia; aumentar o tempo de parada também reduz a força média sobre o passageiro.

Alternativa correta: A

Q34
Mecânica — Hidrostática — Flutuação

Na época dos descobrimentos, os navios eram construídos de madeira. Quando surgiram os primeiros navios de aço, há mais de cem anos, havia marinheiros que se recusavam a entrar nesses navios porque achavam que afundariam. É possível um navio de aço flutuar porque:

A)a sua massa é maior que a massa da água deslocada
B)o seu peso é igual ao empuxo que ele recebe
C)a sua massa é menor que a massa da água deslocada
D)a massa do navio é igual ao empuxo que ele recebe
E)a massa do navio e o seu peso são iguais

Gabarito do caderno — prova amarela

B
Resolução

Um corpo flutuando em equilíbrio recebe força peso para baixo e empuxo para cima. A condição de equilíbrio é $E=P$.

Pelo princípio de Arquimedes, o empuxo é o peso da água deslocada. O casco oco desloca um volume suficiente de água para equilibrar o peso total do navio, incluindo o ar e a carga.

A densidade do aço isolado não determina a flutuação de toda a embarcação. O que importa é o equilíbrio de forças e a densidade média do conjunto.

Cuidado, armadilha! Massa e força têm unidades diferentes; não se pode igualar a massa ao empuxo.

Alternativa correta: B

Q36
Mecânica — Dinâmica — Soma de forças

Observe a figura:

EAM 2007, questão 36: Soma de forças — figura do caderno original

Assinale a opção que completa corretamente as lacunas da sentença abaixo. A figura mostra um bloco apoiado numa superfície S sofrendo a ação das forças F₁, F₂, F₃ e F₄. Para esse sistema de força, é correto afirmar que a força resultante possui intensidade de _____, direção _____ e sentido para _____.

A)50 N / horizontal / esquerda
B)20 N / vertical / direita
C)10 N / vertical / cima
D)10 N / horizontal / esquerda
E)10 N / horizontal / direita

Gabarito do caderno — prova amarela

E
Resolução

As duas forças verticais do desenho, de 10 N cada, têm sentidos opostos e se anulam. No eixo horizontal, atuam 30 N para a direita e 20 N para a esquerda.

A resultante horizontal é $F_R=30-20=10\,\mathrm{N}$. Seu sentido é o da maior força, para a direita.

Portanto, a resultante possui intensidade de 10 N, direção horizontal e sentido para a direita. Direção e sentido são características diferentes do vetor.

Cuidado, armadilha! Forças de sentidos opostos devem ser subtraídas, não somadas em módulo.

Alternativa correta: E

Q37
Mecânica — Energia — Energia eólica

Na época dos descobrimentos, os navios usavam velas para serem impulsionados pela força dos ventos. Que nome recebe esse tipo de energia?

A)Calorífica
B)Elétrica
C)Eólica
D)Nuclear
E)Luminosa

Gabarito do caderno — prova amarela

C
Resolução

O vento é o movimento de massas de ar. Sua energia cinética pode ser transferida às velas de uma embarcação ou às pás de um aerogerador.

A energia associada ao vento é denominada eólica. Na vela, o ar exerce forças que permitem impulsionar o navio.

Embora o aquecimento solar participe da formação dos ventos, a fonte imediata descrita é o ar em movimento, e não a luz incidindo diretamente na embarcação.

Cuidado, armadilha! Identifique a fonte imediata da energia: o vento.

Alternativa correta: C

Q39
Mecânica — Hidrostática — Mangueira de nível

Qual instrumento usado pelos pedreiros consiste numa das aplicações do princípio dos vasos comunicantes?

A)Fio de prumo
B)Mangueira de nível
C)Metro de bambu
D)Régua
E)Trena

Gabarito do caderno — prova amarela

B
Resolução

A mangueira de nível contém um líquido que conecta duas extremidades abertas. Em equilíbrio, as superfícies livres estão submetidas à mesma pressão e se alinham horizontalmente.

Esse comportamento é explicado pelo princípio dos vasos comunicantes: uma diferença de nível provocaria escoamento até igualar as pressões.

Fio de prumo indica a vertical, enquanto réguas e trenas medem comprimentos. O instrumento que usa diretamente a igualdade dos níveis do líquido é a mangueira de nível.

Cuidado, armadilha! O fio de prumo indica a vertical; a água na mangueira fornece uma referência horizontal.

Alternativa correta: B

Q40
Ondulatória — Acústica — Sonar

Um navio de busca dispõe de um equipamento que emite ondas sonoras (sonar) para mapear o fundo do mar. Para determinar a profundidade onde está navegando, um sinal sonoro é emitido e detectado 0,8 segundos depois. Sabendo-se que a velocidade de propagação desse sinal sonoro é constante e tem intensidade de 1450 m/s na água do mar, qual a profundidade do local onde o navio está navegando?

A)58 m
B)580 m
C)1450 m
D)2900 m
E)5580 m

Gabarito do caderno — prova amarela

B
Resolução

O tempo de 0,8 s corresponde ao percurso de ida até o fundo e volta ao navio. A distância total percorrida pelo sinal é $2h$.

Pela relação distância–tempo, $2h=v\Delta t=1450\times0{,}8=1160\,\mathrm{m}$. Logo, $h=1160/2=580\,\mathrm{m}$.

A profundidade é metade da distância total que o som percorreu. O cálculo supõe propagação aproximadamente vertical e velocidade constante, como especificado.

Cuidado, armadilha! O intervalo medido pelo sonar inclui a ida e a volta do sinal.

Alternativa correta: B

Q41
Mecânica — Estática — Equilíbrio de uma alavanca

Observe:

EAM 2007, questão 41: Equilíbrio de uma alavanca — figura do caderno original

A figura acima mostra um bloco de peso P = 50 N apoiado sobre uma alavanca. Qual a intensidade da força de potência Fₚ necessária para que a alavanca fique em equilíbrio na horizontal?

A)75000 N
B)1000 N
C)800 N
D)100 N
E)50 N

Gabarito do caderno — prova amarela

D
Resolução

No equilíbrio de rotação, os momentos das forças em relação ao apoio devem se compensar. O peso de 50 N atua a 150 cm do apoio e a força aplicada a 75 cm.

Assim, $F_P\times75=50\times150$. Isolando, $F_P=50\times150/75=100\,\mathrm{N}$.

A força aplicada precisa ser maior que o peso porque seu braço é menor. As distâncias podem permanecer em centímetros neste cálculo, pois a mesma unidade aparece nos dois lados e se cancela.

Cuidado, armadilha! Os braços são medidos a partir do apoio, não de uma extremidade à outra.

Alternativa correta: D

Q43
Eletricidade — Geradores — Associação de pilhas

Assinale a opção que completa corretamente as lacunas da sentença abaixo. Dois rádios, um de porte maior e outro de porte menor, podem ser alimentados por pilhas. O maior, para funcionar, deve ser alimentado com uma tensão de 4,5 volts e o menor com uma tensão de 1,5 volts. Uma pessoa que dispõe de 5 pilhas de 1,5 volts cada, que deseja ligar os rádios ao mesmo tempo e usar TODAS as 5 pilhas na alimentação dos mesmos, deverá associar _____ pilhas em _____ no rádio maior e _____ em _____ no menor.

A)três / série / duas / série
B)três / paralelo / duas / paralelo
C)duas / série / três / paralelo
D)três / série / duas / paralelo
E)duas / paralelo / três / série

Gabarito do caderno — prova amarela

D
Resolução

Na associação em série, as tensões de pilhas orientadas corretamente se somam. Três pilhas de 1,5 V fornecem $3\times1{,}5=4{,}5\,\mathrm{V}$ para o rádio maior.

Restam duas pilhas. Para manter 1,5 V no rádio menor, elas devem ser associadas em paralelo, ligando terminais de mesma polaridade.

Portanto, são três em série e duas em paralelo. O paralelo mantém a tensão de uma pilha e pode ampliar a capacidade de fornecimento, no modelo de pilhas iguais.

Cuidado, armadilha! Em paralelo, a tensão não se soma. Respeite as polaridades das pilhas.

Alternativa correta: D

Q44
Eletricidade — Magnetismo — Campo terrestre

Observe a figura:

EAM 2007, questão 44: Campo terrestre — figura do caderno original

A agulha imantada de uma bússola posicionada na região do Equador é alinhada ao eixo norte–sul magnético da Terra. A seta (polo norte magnético) da agulha aponta para o polo magnético próximo do polo norte geográfico. É correto afirmar, então, que o polo:

A)norte da agulha magnética aponta para o polo sul magnético da Terra
B)sul da agulha magnética aponta para o norte geográfico da Terra
C)norte da agulha magnética aponta para o norte magnético da Terra
D)sul da agulha magnética aponta para o sul magnético da Terra
E)norte da agulha magnética aponta para o sul geográfico da Terra

Gabarito do caderno — prova amarela

A
Resolução

Polos magnéticos de nomes opostos se atraem. Por isso, a extremidade norte da agulha aponta para a região terrestre que se comporta como polo sul magnético no modelo escolar.

Essa região fica próxima do norte geográfico. Polo geográfico se refere ao eixo de rotação; polo magnético se refere ao comportamento do campo.

A alternativa correta descreve o norte da agulha orientado para o sul magnético da Terra. A aproximação não exige coincidência exata entre polos geográficos e magnéticos.

Cuidado, armadilha! Norte geográfico e polo norte de um ímã são conceitos diferentes.

Alternativa correta: A

Q45
Óptica — Refração — Posição aparente

Observe a figura:

EAM 2007, questão 45: Posição aparente — figura do caderno original

Um bastão de vidro, quando posto em um copo com água, conforme mostra a figura acima, aparenta estar quebrado. Isso acontece devido ao fenômeno da:

A)reflexão luminosa
B)difração luminosa
C)interferência luminosa
D)refração luminosa
E)absorção luminosa

Gabarito do caderno — prova amarela

D
Resolução

A luz que vem da parte submersa atravessa meios com índices de refração diferentes antes de alcançar o observador. Na passagem oblíqua pela interface, sua direção é alterada.

O olho prolonga os raios recebidos em linha reta e percebe uma posição aparente diferente para a parte mergulhada. Isso cria a impressão de que o bastão está quebrado.

O fenômeno é a refração. Não há ruptura material do bastão nem necessidade de um espelho para produzir o efeito.

Cuidado, armadilha! A mudança aparente ocorre na passagem da luz entre meios diferentes.

Alternativa correta: D

Q46
Mecânica — Propriedades da matéria — Impenetrabilidade

Leia o seguinte adágio: “Dois pés não cabem em um sapato”. O adágio pode ser relacionado a uma propriedade geral da matéria denominada:

A)divisibilidade
B)elasticidade
C)inércia
D)compressibilidade
E)impenetrabilidade

Gabarito do caderno — prova amarela

E
Resolução

A impenetrabilidade é a propriedade segundo a qual dois corpos não ocupam simultaneamente o mesmo lugar no espaço. O adágio associa essa ideia ao espaço limitado dentro de um sapato.

Elasticidade se refere à recuperação da forma, compressibilidade à redução de volume, divisibilidade à possibilidade de divisão e inércia à conservação do estado de movimento.

Assim, a propriedade relacionada ao exemplo é a impenetrabilidade, no sentido macroscópico usado pela questão.

Cuidado, armadilha! A dificuldade descrita é ocupar o mesmo espaço, não manter o movimento.

Alternativa correta: E

Q47
Mecânica — Cinemática — Movimento uniforme

Um submarino submerso detecta um navio a uma distância de 1500 m e dispõe de um torpedo que se desloca com velocidade constante de 15 m/s. Considerando que o submarino está posicionado na origem de um sistema de referência e que a equação horária do torpedo é S = 15t, qual é o tempo necessário para que o torpedo atinja o navio?

A)10 segundos
B)15 segundos
C)1 minuto e 20 segundos
D)1 minuto e 40 segundos
E)1 minuto e 50 segundos

Gabarito do caderno — prova amarela

D
Resolução

No movimento uniforme, a posição varia linearmente com o tempo. A equação fornecida é $S=15t$, com posição em metros e tempo em segundos.

Para alcançar $S=1500\,\mathrm{m}$, resolvemos $1500=15t$, obtendo $t=100\,\mathrm{s}$.

Como 60 s formam um minuto, 100 s correspondem a 1 minuto e 40 segundos. A conta usa a posição do alvo fixa no modelo descrito.

Cuidado, armadilha! Não interprete 100 segundos como 1 minuto: o restante é de 40 segundos.

Alternativa correta: D

Q48
Termologia — Termometria — Celsius e Fahrenheit

A cidade do Rio de Janeiro já experimentou uma temperatura de 40°, medida em um termômetro graduado em Celsius, em dias ensolarados. Essa temperatura medida num termômetro graduado na escala Fahrenheit é de:

A)40°
B)64°
C)72°
D)94°
E)104°

Gabarito do caderno — prova amarela

E
Resolução

Para converter uma temperatura Celsius em Fahrenheit, usamos $T_F=1{,}8T_C+32$.

Com $T_C=40$, obtemos $T_F=1{,}8\times40+32=72+32=104\,^\circ\mathrm{F}$.

A parcela de 32 graus representa a diferença entre as origens das escalas. Multiplicar por 1,8 sem somar 32 converteria apenas uma variação de temperatura.

Cuidado, armadilha! A conversão de uma temperatura exige a soma de 32.

Alternativa correta: E

Q50
Óptica — Lentes — Correção da visão

O olho com visão normal é chamado de emetrope. A pessoa com miopia tem dificuldade em enxergar objetos distantes. A pessoa com hipermetropia tem dificuldade de enxergar objetos próximos. Quais os tipos de lentes que fazem a correção desses dois defeitos visuais, respectivamente?

A)Divergente e convergente
B)Convergente e cilíndrica
C)Cilíndrica e divergente
D)Divergente e cilíndrica
E)Convergente e divergente

Gabarito do caderno — prova amarela

A
Resolução

Na miopia, a imagem de um objeto distante tende a se formar antes da retina. Uma lente divergente reduz a convergência do sistema e desloca a formação da imagem para a retina.

Na hipermetropia, a convergência é insuficiente para objetos próximos e a imagem tenderia a se formar atrás da retina. Uma lente convergente ajuda a focalizá-la corretamente.

A sequência solicitada é divergente para miopia e convergente para hipermetropia. Lentes cilíndricas são associadas à correção de astigmatismo.

Cuidado, armadilha! Respeite a ordem: primeiro miopia, depois hipermetropia.

Alternativa correta: A

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