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EAM 2012 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Escolas de Aprendizes-Marinheiros

Edição 2012 · Prova amarela · 16 questões de Física — resolução comentada Método TEF.

Q32
Termologia — Mudanças de estado — Nomenclatura

Observe o diagrama das mudanças de estados físicos da matéria representado abaixo.

EAM 2012, questão 32: Nomenclatura — figura do caderno original

Assinale a opção que apresenta o fenômeno correspondente às letras A, B, C e D, nesta ordem.

A)Sublimação, fusão, ebulição e solidificação
B)Solidificação, ebulição, liquefação e sublimação
C)Solidificação, condensação, fusão e vaporização
D)Condensação, liquefação, fusão e ressublimação
E)Ressublimação, condensação, liquefação e calefação

Gabarito do caderno — prova amarela

C
Resolução

A seta A vai do líquido ao sólido: solidificação. B vai do gasoso ao líquido: condensação.

C indica sólido para líquido, ou fusão. D indica líquido para gasoso, ou vaporização.

A sequência é solidificação, condensação, fusão e vaporização. Sublimação corresponde à passagem direta entre sólido e gás, que não é uma dessas quatro setas.

Cuidado, armadilha! Leia o sentido de cada seta antes de nomear a mudança.

Alternativa correta: C

Q36
Eletricidade — Magnetismo — Fragmentação de ímãs

Observe a figura abaixo.

EAM 2012, questão 36: Fragmentação de ímãs — figura do caderno original

Um ímã foi seccionado duas vezes formando quatro novos ímãs idênticos. As letras “N” e “S” representam, respectivamente, os polos norte e sul do ímã original. Com base nos dados apresentados, é correto afirmar que:

A)A, B e C são polos norte
B)A, C e D são polos sul
C)B, F e H são polos sul
D)A, D e F são polos norte
E)E, G e H são polos sul

Gabarito do caderno — prova amarela

C
Resolução

Cada fragmento conserva dois polos, com a mesma orientação da barra inicial: norte à esquerda e sul à direita.

Assim, A, C, E e G são polos norte; B, D, F e H são polos sul. Cortar a barra não isola um polo magnético.

A alternativa C identifica corretamente três polos sul: B, F e H.

Cuidado, armadilha! Todo fragmento continua sendo um ímã com norte e sul.

Alternativa correta: C

Q37
Mecânica — Hidrostática — Empuxo e imersão

“Todo corpo mergulhado num líquido (ou em outro fluido, como ar ou outro líquido) recebe um empuxo que tem intensidade (módulo) igual ao peso do volume de líquido deslocado por ele ao mergulhar.” (CRUZ, Daniel. Tudo é Ciência: 9º ano. 2ª ed. São Paulo: Ática, 2007, p. 111.)

Observe a figura abaixo.

EAM 2012, questão 37: Empuxo e imersão — figura do caderno original

Trata-se de uma manobra de imersão de um submarino. Considere E₁, E₂ e E₃ as intensidades dos empuxos sobre o submarino nas posições 1, 2 e 3, respectivamente. Marque a opção que descreve a relação correta entre as intensidades desses empuxos.

A)E₁ = E₂ = E₃
B)E₁ > E₂ > E₃
C)E₁ < E₂ < E₃
D)E₁ > E₂ = E₃
E)E₁ < E₂ = E₃

Gabarito do caderno — prova amarela

E
Resolução

Pelo princípio de Arquimedes, $E=\rho gV_{\mathrm{deslocado}}$. Na posição 1, o submarino está parcialmente submerso e desloca menos água.

Nas posições 2 e 3, ele está completamente submerso. Considerando água de densidade constante e casco de volume constante, o volume deslocado é o mesmo.

Portanto, $E_1<E_2=E_3$. O aumento da pressão com a profundidade não implica aumento do empuxo nessas condições.

Cuidado, armadilha! O empuxo depende do volume deslocado, não diretamente da profundidade.

Alternativa correta: E

Q38
Óptica — Refração — Profundidade aparente

Ao observar o fundo de uma piscina olhando a partir da borda, nota-se que ela aparenta ser mais rasa. Esse fenômeno é causado pela:

A)reflexão da luz na superfície da água
B)absorção da energia luminosa na água
C)refração da luz na superfície da água
D)dispersão da luz na superfície da água
E)dissipação da energia luminosa na água

Gabarito do caderno — prova amarela

C
Resolução

A luz que sai do fundo passa da água para o ar, mudando sua velocidade e, para incidência oblíqua, sua direção. Isso é refração.

O observador prolonga os raios recebidos em linha reta e percebe uma imagem do fundo mais próxima da superfície.

A profundidade aparente é menor que a real. Reflexão e absorção podem ocorrer, mas não explicam esse deslocamento aparente.

Cuidado, armadilha! A piscina não muda de profundidade: a posição aparente do fundo é que muda.

Alternativa correta: C

Q39
Mecânica — Cinemática — Aceleração média

Um navio, ao sair do repouso, conseguiu atingir uma velocidade de 23 nós (aproximadamente, 12 m/s), num intervalo de tempo de 2 min. A aceleração média desse navio foi de:

A)0,1 m/s²
B)0,2 m/s²
C)0,3 m/s²
D)0,4 m/s²
E)0,5 m/s²

Gabarito do caderno — prova amarela

A
Resolução

Use a velocidade aproximada já fornecida: 12 m/s. O tempo de 2 min corresponde a 120 s.

A aceleração média é $a_m=\Delta v/\Delta t=(12-0)/120=0{,}1\,\mathrm{m/s^2}$.

O resultado expressa a variação média de velocidade por segundo; não exige que a aceleração tenha sido constante durante toda a manobra.

Cuidado, armadilha! Converta minutos em segundos.

Alternativa correta: A

Q40
Mecânica — Densidade — Massa de ar

Numa aula de Física, o professor afirmou que a densidade do ar ao nível do mar era de 1,2 kg/m³. A seguir, ele propôs, como atividade, que os alunos calculassem a massa de ar contida na sala de aula. Se a sala apresenta um volume de 240 m³ de ar, qual deve ser a massa desse fluido contida no local?

A)112 kg
B)176 kg
C)226 kg
D)288 kg
E)316 kg

Gabarito do caderno — prova amarela

D
Resolução

Densidade é a razão entre massa e volume: $\rho=m/V$. Portanto, $m=\rho V$.

Com os dados fornecidos, $m=1{,}2\times240=288\,\mathrm{kg}$. As unidades kg/m³ e m³ se combinam para fornecer kg.

O cálculo considera densidade uniforme e o volume de ar informado; o ar, embora pouco denso, tem massa.

Cuidado, armadilha! Não divida o volume pela densidade: massa é densidade vezes volume.

Alternativa correta: D

Q41
Mecânica — Dinâmica — Massa e peso

Uma sonda espacial de 32 kg será enviada para Júpiter, onde a aceleração da gravidade é 26 m/s². Para efeito de testes, uma sonda idêntica será enviada à Lua, onde a gravidade vale 1,6 m/s². Em relação à situação descrita acima, assinale a opção correta.

A)A massa da sonda será maior em Júpiter
B)A massa da sonda será maior na Lua
C)A massa da sonda na Lua será 20 kg
D)Os pesos das sondas serão iguais
E)As massas das sondas serão iguais

Gabarito do caderno — prova amarela

E
Resolução

No modelo clássico do problema, a massa das sondas idênticas é a mesma, 32 kg, independentemente do local.

O peso depende da gravidade: $P=mg$. Em Júpiter, $P=32\times26=832\,\mathrm{N}$; na Lua, $P=32\times1{,}6=51{,}2\,\mathrm{N}$.

Assim, as massas são iguais, mas os pesos são diferentes.

Cuidado, armadilha! Quilograma mede massa; newton mede força e peso.

Alternativa correta: E

Q42
Mecânica — Cinemática — Movimento uniforme

Num edifício de vinte andares, o motor do elevador consegue subir uma carga com velocidade constante de 2,0 m/s, gastando 30 s para chegar ao topo do prédio, percorrendo, assim, integralmente os vinte andares. Se todos os andares apresentarem a mesma medida, qual a altura de cada andar?

A)3,0 m
B)3,5 m
C)4,0 m
D)4,5 m
E)5,0 m

Gabarito do caderno — prova amarela

A
Resolução

Como a velocidade é constante, a distância total é $d=vt=2\times30=60\,\mathrm{m}$.

O texto explicita que essa distância corresponde integralmente a vinte alturas de andar. Logo, $h=60/20=3\,\mathrm{m}$.

Não é necessário usar a potência do motor: a questão depende somente de velocidade, tempo e número de andares.

Cuidado, armadilha! Respeite a indicação de que foram percorridos integralmente vinte andares.

Alternativa correta: A

Q43
Mecânica — Trabalho e Energia — Energia cinética

Um projétil de 0,02 kg foi disparado de uma arma de fogo, saindo com uma velocidade de 400 m/s. Qual é, em joules (J), a energia mecânica desse projétil em relação à arma, no momento do disparo?

A)1200 J
B)1600 J
C)2400 J
D)3600 J
E)4800 J

Gabarito do caderno — prova amarela

B
Resolução

Tomando o nível da arma como referência de energia potencial e a arma como referencial de velocidade, a energia considerada é cinética.

Calcule $E_c=mv^2/2=0{,}02\times400^2/2=1600\,\mathrm{J}$.

O quadrado da velocidade é essencial: $400^2=160000$. A massa já está em quilogramas.

Cuidado, armadilha! A velocidade deve ser elevada ao quadrado.

Alternativa correta: B

Q44
Termologia — Dilatação térmica — Lâmina bimetálica

A figura a seguir representa uma lâmina bimetálica composta de duas lâminas de ligas metálicas fixadas entre si: Invar (níquel e ferro) e latão (cobre e zinco).

EAM 2012, questão 44: Lâmina bimetálica — figura do caderno original

Essas lâminas são bastante usadas em disjuntores elétricos e, ao serem aquecidas, encurvam-se com a função de abrir um circuito. Esse encurvamento das lâminas é causado pelo fato de:

A)uma ser condutora de calor, e a outra ser isolante
B)uma delas apresentar maior flexibilidade que a outra
C)elas apresentarem resistências elétricas diferentes
D)uma ser condutora de eletricidade, e a outra ser isolante
E)elas sofrerem diferentes dilatações térmicas

Gabarito do caderno — prova amarela

E
Resolução

Os materiais têm coeficientes de dilatação diferentes. Para uma mesma variação de temperatura, seus comprimentos livres cresceriam em quantidades diferentes: $\Delta L=\alpha L_0\Delta T$.

Como estão presos entre si, esse crescimento desigual provoca curvatura. O material que se expande mais ocupa o lado externo da curva.

Esse deslocamento pode abrir o contato elétrico. A causa direta do encurvamento é a diferença de dilatação térmica.

Cuidado, armadilha! Coeficiente de dilatação e condutividade são propriedades diferentes.

Alternativa correta: E

Q45
Óptica — Espelhos esféricos — Campo de visão

Assinale a opção que completa corretamente as lacunas da sentença abaixo.

Para melhorar a visibilidade, o motorista pode adicionar, ao espelho retrovisor externo de seu veículo, ________, porque esse artefato apresenta maior ________.

A)um espelho côncavo / campo de visão
B)um espelho plano / reflexibilidade
C)uma lente convergente / alcance
D)um espelho convexo / campo de visão
E)uma lente divergente / alcance

Gabarito do caderno — prova amarela

D
Resolução

O espelho convexo produz imagens virtuais, direitas e reduzidas, permitindo observar uma região mais ampla atrás do veículo.

Por isso, ele aumenta o campo de visão do retrovisor e ajuda a reduzir áreas não vistas pelo motorista.

A redução da imagem faz os objetos parecerem mais distantes. O benefício pedido na questão é o campo de visão, não uma ampliação da imagem.

Cuidado, armadilha! Espelho convexo fornece imagem menor e campo de visão maior.

Alternativa correta: D

Q46
Termologia — Termometria — Escalas Celsius e Fahrenheit

O local onde se reúne o sistema de propulsão de um navio é chamado de praça de máquinas. A caldeira é um dos equipamentos mais comuns nas embarcações como os porta-aviões. Um operador desse tipo de sistema aferiu a temperatura de uma caldeira em 842 °F. Qual o valor dessa temperatura na escala Celsius?

A)300 °C
B)350 °C
C)400 °C
D)450 °C
E)500 °C

Gabarito do caderno — prova amarela

D
Resolução

A relação entre as escalas é $C=5(F-32)/9$.

Substituindo $F=842$, temos $C=5(842-32)/9=5\times810/9=450\,^\circ\mathrm{C}$.

É preciso primeiro retirar o deslocamento de 32 graus e depois aplicar o fator de conversão.

Cuidado, armadilha! Não aplique apenas o fator 5/9: as escalas têm origens diferentes.

Alternativa correta: D

Q47
Mecânica — Dinâmica — Força resultante

A jangada é um tipo de embarcação típica do litoral nordestino e utiliza a força dos ventos sobre suas velas para se deslocar. Após um dia de pesca, um jangadeiro aproveita o vento favorável para retornar à terra. Se a massa da jangada, incluindo o pescador e o pescado, é de 300 kg, qual a força resultante para que a massa adquira aceleração de 3 m/s² no sentido do movimento?

A)100 N
B)300 N
C)500 N
D)700 N
E)900 N

Gabarito do caderno — prova amarela

E
Resolução

Pela segunda lei de Newton, a força resultante é $F_R=ma$.

A massa total já inclui jangada, pescador e pescado: $F_R=300\times3=900\,\mathrm{N}$.

A resultante tem o mesmo sentido da aceleração. O enunciado pede a resultante de todas as forças, não a força isolada do vento.

Cuidado, armadilha! Use a massa total indicada.

Alternativa correta: E

Q48
Ondulatória — Acústica — Distância pelo som

Num exercício de tiro real, um navio dispara um projétil (bala) a partir de um canhão de bordo. O estampido da arma é ouvido por uma pessoa que se encontra em terra 2 s após o disparo. Considerando que a velocidade de propagação da onda sonora no ar seja de 340 m/s, qual a distância entre o navio e o ouvinte?

A)170 m
B)340 m
C)680 m
D)1120 m
E)1460 m

Gabarito do caderno — prova amarela

C
Resolução

O som percorre apenas o caminho do navio ao ouvinte. Portanto, $d=vt=340\times2=680\,\mathrm{m}$.

O tempo informado é o intervalo entre emissão e chegada do estampido. Não há retorno ao navio nesse problema.

A distância é 680 m; o deslocamento do projétil não entra no cálculo.

Cuidado, armadilha! Dividir por dois é adequado ao eco, não a uma propagação de ida.

Alternativa correta: C

Q49
Termologia — Umidade do ar — Umidade absoluta

Sabendo que a umidade absoluta do ar é determinada calculando-se a razão entre a massa de vapor d’água e o volume ocupado pelo ar, qual a umidade absoluta de um ambiente que apresenta 58 g de vapor d’água em 0,4 metro cúbico de ar?

A)63 g/m³
B)96 g/m³
C)120 g/m³
D)145 g/m³
E)164 g/m³

Gabarito do caderno — prova amarela

D
Resolução

A definição dada é $u=m_{\mathrm{vapor}}/V_{\mathrm{ar}}$.

Substituindo, $u=58/0{,}4=145\,\mathrm{g/m^3}$. Isso corresponde à massa de vapor por unidade de volume de ar.

O resultado não é uma porcentagem: porcentagem é usada para umidade relativa, uma grandeza diferente.

Cuidado, armadilha! Umidade absoluta tem unidade de massa por volume.

Alternativa correta: D

Q50
Mecânica — Grandezas e Unidades — Massa

“O quilograma-padrão, guardado a sete chaves há mais de um século perto de Paris, emagreceu e engordou com o passar do tempo. Ele precisa ser substituído, mas como? Uma conferência internacional, que acaba de ser encerrada, fez um ‘avanço histórico’ neste sentido. Os debates para se chegar a um ‘quilo estável’ causam frenesi há mais de 10 anos: a ideia é chegar a uma nova definição, independente de qualquer objeto físico.” (Disponível em http://noticias.uol.com.br. Acesso em: 6 de nov. 2011.)

A grandeza física a que o texto se refere é uma unidade padrão do Sistema Internacional de Unidades (SI) usada para aferir:

A)peso
B)massa
C)energia
D)densidade
E)umidade

Gabarito do caderno — prova amarela

B
Resolução

O quilograma é a unidade básica de massa no Sistema Internacional. O texto trata da estabilidade de uma referência usada para medir essa grandeza.

Peso é força e sua unidade no SI é o newton. Energia é medida em joules; densidade envolve massa dividida por volume.

O enunciado descreve a referência histórica usada à época da prova. O conceito necessário para responder continua sendo a distinção entre massa e peso.

Cuidado, armadilha! No SI, kg é unidade de massa, não de peso.

Alternativa correta: B

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