Prova EAM 2014 — Física com Gabarito e Resolução

Q31

Termologia — Transmissão de calor — Convecção

O calor é uma forma de energia que ocorre devido a uma diferença de temperatura. Assinale a opção que apresenta a forma de propagação de calor que se caracteriza por ocorrer apenas nos fluidos.

A)Convecção

B)Irradiação

C)Condução

D)Equilíbrio térmico

E)Eletrização

Gabarito do caderno — prova amarela

Resolução

Convecção transfere energia pelo movimento de porções do próprio material. Esse transporte acontece em fluidos, como líquidos e gases.

A condução não exige deslocamento macroscópico de matéria. A radiação é transportada por ondas eletromagnéticas e pode ocorrer no vácuo.

Equilíbrio térmico é uma condição de igualdade de temperaturas, não um mecanismo de propagação de calor.

Cuidado, armadilha! Convecção envolve transporte de matéria.

Alternativa correta: A

Q32

Óptica — Espelhos planos — Distância da imagem

Observe a figura a seguir.

EAM 2014, questão 32: Distância da imagem — figura do caderno original

Sabe-se que o personagem da figura está a 50 cm do espelho plano. Assinale a opção que indica a distância entre o espelho e a sua imagem.

A)10 cm

B)15 cm

C)25 cm

D)50 cm

E)100 cm

Gabarito do caderno — prova amarela

Resolução

Em um espelho plano, a imagem fica atrás do espelho à mesma distância que o objeto está à frente.

Como o personagem está a 50 cm, a imagem está a 50 cm do espelho. Essa é a distância solicitada.

A distância entre o personagem e sua imagem seria 100 cm, mas a pergunta é entre o espelho e a imagem.

Cuidado, armadilha! Observe os dois pontos entre os quais a distância foi pedida.

Alternativa correta: D

Q33

Óptica — Visão — Grau e distância focal

Um estudante aprendeu que a miopia é corrigida com uma lente esférica divergente, de distância focal e grau negativos e de bordos grossos. Entretanto, a hipermetropia é corrigida com lentes esféricas convergentes. Sua receita oftalmológica apresentou as seguintes informações:

Lentes esféricas: olho direito +2,50; olho esquerdo −1,50.

A respeito dos defeitos da visão desse estudante, é INCORRETO afirmar que:

A)o olho direito possui hipermetropia

B)o olho esquerdo possui miopia

C)a lente esférica a ser utilizada no olho direito é uma lente convergente

D)a distância focal da lente a ser utilizada no olho esquerdo é positiva

E)a lente esférica a ser utilizada para corrigir o olho esquerdo possui bordos grossos

Gabarito do caderno — prova amarela

Resolução

Grau positivo indica lente convergente, usada no modelo escolar para corrigir hipermetropia. Grau negativo indica lente divergente, usada para miopia.

A vergência é $V=1/f$, com $f$ em metros. Para o olho esquerdo, $V=-1{,}50\,\mathrm{D}$ e $f=1/(-1{,}50)\approx-0{,}67\,\mathrm{m}$.

Portanto, é incorreta a afirmação de que a distância focal dessa lente é positiva. As demais correspondem às informações da receita.

Cuidado, armadilha! A questão pede a afirmação incorreta.

Alternativa correta: D

Q36

Termologia — Estados físicos — Agregação molecular

Um estudante realiza a seguinte experiência durante um dia em que a temperatura ambiente é de 30 °C: retira uma caçamba de gelo e a coloca sobre um balcão. Após determinado tempo, o gelo derreterá completamente; após isso, se pegar a porção de água resultante, no estado líquido, e a colocar em uma panela sobre a chama de um fogão, a água irá vaporizar completamente, passando assim pelos três possíveis estados físicos da matéria. A respeito do estado de agregação das moléculas nos estados físicos da matéria, é correto afirmar que as moléculas:

A)estão pouco agregadas apenas no estado sólido

B)estão bastante agregadas em todos os estados físicos

C)possuem um estado de agregação intermediário apenas no estado líquido

D)estão bastante agregadas apenas no estado de vapor

E)estão pouco agregadas em todos os estados

Gabarito do caderno — prova amarela

Resolução

No modelo escolar, o sólido apresenta organização e coesão maiores; o gás possui partículas muito afastadas e com maior liberdade de movimento.

O líquido ocupa uma situação intermediária quanto à mobilidade e à organização, conservando volume definido e assumindo a forma do recipiente.

A alternativa C corresponde a essa comparação. O enunciado trata dos três estados usuais da água no experimento, sem pretender esgotar todos os estados possíveis da matéria.

Cuidado, armadilha! “Intermediário” refere-se à organização e mobilidade; não significa distância molecular exatamente intermediária.

Alternativa correta: C

Q38

Mecânica — Propriedades da matéria — Propriedades gerais

As propriedades da matéria podem ser classificadas em gerais ou específicas, intensivas ou extensivas. Assinale a opção que relaciona corretamente o tipo de propriedade com a sua respectiva aplicação.

A)A massa ou volume de um corpo são propriedades gerais da matéria

B)Os pontos de fusão e ebulição da água são propriedades gerais da matéria

C)A densidade absoluta de uma substância é uma propriedade extensiva da matéria

D)A temperatura de um corpo é uma propriedade extensiva da matéria

E)A energia liberada na combustão de um combustível é uma propriedade intensiva da matéria

Gabarito do caderno — prova amarela

Resolução

Massa e volume são propriedades gerais, presentes na matéria, e dependem da quantidade considerada. A está correta.

Pontos de fusão e ebulição são propriedades específicas. Densidade e temperatura são intensivas: não crescem simplesmente ao duplicar a quantidade de uma amostra uniforme.

A energia total liberada na combustão depende da quantidade de combustível, sendo extensiva. Energia por unidade de massa seria uma grandeza diferente.

Cuidado, armadilha! Energia total de combustão e energia por quilograma não são a mesma grandeza.

Alternativa correta: A

Q39

Eletricidade — Eletromagnetismo — Corrente e campo magnético

Em 1820, Oersted observou que o ponteiro de uma bússola mudava de direção quando se aproximava de um fio percorrido por uma corrente elétrica. Pouco mais de uma década depois, Ampère estudou fios próximos percorridos por correntes elétricas. Em relação ao Eletromagnetismo, coloque V (verdadeiro) ou F (falso) nas afirmativas abaixo e assinale a opção que apresenta a sequência correta.

( ) Oersted descobriu que uma corrente elétrica em um fio produz um campo magnético ao redor do fio que altera o sentido do ponteiro da bússola.

( ) Ampère descobriu que a atração ou repulsão entre dois fios percorridos por correntes elétricas deve-se unicamente ao campo elétrico gerado pelos fios.

( ) Ao enrolar um fio ao redor de uma chave de fenda e ligar os fios a uma pilha ou bateria, a chave de fenda torna-se um eletroímã e passa a atrair determinados objetos metálicos.

( ) O funcionamento dos motores elétricos como, por exemplo, o do ventilador é baseado nos eletroímãs, ou seja, um grande ímã em movimento que gera corrente elétrica.

A)V, V, F, F

B)F, V, F, F

C)V, F, V, V

D)F, F, V, V

E)V, F, V, F

Gabarito do caderno — prova amarela

Resolução

A primeira afirmação é verdadeira: correntes produzem campo magnético, que pode desviar a bússola. A segunda é falsa, pois a interação entre fios com corrente envolve forças magnéticas.

A bobina com núcleo ferromagnético pode funcionar como eletroímã: a terceira é verdadeira.

A última confunde motor e gerador. O motor usa energia elétrica para produzir movimento; gerar corrente a partir de movimento corresponde ao funcionamento de um gerador. A sequência é V, F, V, F.

Cuidado, armadilha! Motor transforma energia elétrica em mecânica; gerador faz a conversão inversa.

Alternativa correta: E

Q40

Eletricidade — Eletrodinâmica — Lei de Ohm

Analise a tabela a seguir.

Corrente elétrica — dano biológico: de 0,01 A até 0,02 A — dor e contração muscular; de 0,02 A até 0,1 A — parada respiratória; de 0,1 A até 3 A — fibrilação ventricular que pode ser fatal; acima de 3 A — parada cardíaca e queimaduras graves. (Fonte do enunciado: mundoeducacao.com/fisica/os-efeitos-corrente-eletrica-no-corpo-humano.html.)

A tabela acima apresenta valores de corrente elétrica e as consequências para a saúde dos seres humanos. Para medir a corrente elétrica a que uma pessoa fica submetida deve-se dividir a diferença de potencial (ddp) em volts (V) pela resistência elétrica em ohms (Ω). Desta forma, assinale a opção que indica a consequência para uma pessoa que tenha uma resistência elétrica de 2.000 Ω e fica submetida a uma ddp de 100 V de uma rede elétrica.

A)Contração muscular

B)Parada respiratória

C)Parada cardíaca

D)Fibrilação ventricular

E)Queimaduras graves

Gabarito do caderno — prova amarela

Resolução

O exercício estabelece resistência de 2000 Ω e tensão de 100 V. Pela lei de Ohm, $i=U/R=100/2000=0{,}05\,\mathrm{A}$.

Na tabela fornecida, 0,05 A está entre 0,02 A e 0,1 A, intervalo associado à parada respiratória.

A resposta é uma leitura do modelo simplificado da questão. Os efeitos reais de um choque dependem também da duração, do trajeto da corrente e das condições de contato; a tabela não prevê individualmente o resultado de uma exposição.

Cuidado, armadilha! Compare 0,05 A ao intervalo da tabela, mantendo a mesma unidade.

Alternativa correta: B

Q41

Mecânica — Hidrostática — Flutuação e calado

Observe a figura a seguir.

EAM 2014, questão 41: Flutuação e calado — figura do caderno original

Assinale a opção que completa corretamente as lacunas da sentença abaixo. Durante a construção de um navio, são pintadas linhas horizontais a uma certa distância de sua parte inferior (chamadas de calado) a fim de demarcar o limite do nível da água. Um navio possui duas dessas marcas como mostra a figura acima. Sabendo que esse navio é utilizado tanto nos rios quanto nos oceanos e que os oceanos são mais densos que as águas dos rios, é correto afirmar que a linha ________ representa o limite do nível da água ________.

A)1 / nos rios e nos oceanos

B)1 / somente nos rios

C)2 / somente nos oceanos

D)2 / nos rios e nos oceanos

E)2 / somente nos rios

Gabarito do caderno — prova amarela

Resolução

Em equilíbrio de flutuação, $E=P$, isto é, $\rho gV_{\mathrm{sub}}=P$. Para um mesmo peso, menor densidade exige maior volume submerso.

Na água dos rios, menos densa, o navio afunda mais. O nível da água sobe em relação ao casco, alcançando a marca superior, linha 2.

No oceano, a água mais densa sustenta o mesmo peso com menor volume submerso, correspondendo à linha 1. Portanto, a linha 2 representa o limite nos rios.

Cuidado, armadilha! Maior densidade da água significa menor volume submerso para o mesmo peso.

Alternativa correta: E

Q42

Mecânica — Hidrostática — Teorema de Stevin

Considere que a fim de explorar a biodiversidade aquática em um naufrágio, um mergulhador está a 24 metros de profundidade. Desta forma, dentre os princípios abaixo, qual descreve o aumento da pressão a que esse mergulhador está submetido em razão do aumento da profundidade que ele alcança?

A)Pascal

B)Stevin

C)Einstein

D)Arquimedes

E)Newton

Gabarito do caderno — prova amarela

Resolução

O teorema de Stevin descreve a variação de pressão com a profundidade em um fluido em equilíbrio: $p=p_0+\rho gh$.

Quanto maior a profundidade $h$, maior a pressão, considerando densidade constante.

Pascal trata da transmissão de uma variação de pressão; Arquimedes trata do empuxo. A relação pedida é a de Stevin.

Cuidado, armadilha! Pressão com profundidade: Stevin. Empuxo: Arquimedes.

Alternativa correta: B

Q43

Eletricidade — Energia elétrica — Consumo do chuveiro

Em regiões mais frias do Brasil é fundamental a utilização de chuveiros elétricos para aquecimento da água do banho diário. Cada banho possui um certo consumo de energia. Quanto de energia se gasta em um banho de 10 min (1/6 de hora) em um chuveiro elétrico cuja potência é 3,0 kW, em kW·h?

A)0,5 kW·h

B)3,0 kW·h

C)5,0 kW·h

D)3000 kW·h

E)30000 kW·h

Gabarito do caderno — prova amarela

Resolução

A energia consumida é $E=P\Delta t$. Como a resposta deve ser em kWh, mantenha potência em kW e tempo em horas.

Assim, $E=3\times(1/6)=0{,}5\,\mathrm{kWh}$.

O kWh é uma unidade de energia. O chuveiro tem potência de 3 kW, mas não consome 3 kWh em apenas dez minutos.

Cuidado, armadilha! Para obter kWh, use o tempo em horas.

Alternativa correta: A

Q44

Mecânica — Estática — Roldana móvel

Observe a figura a seguir.

EAM 2014, questão 44: Roldana móvel — figura do caderno original

Alguns marinheiros são designados para abastecer um armazém (paiol) de explosivos com caixas de 50,0 kg de explosivos cada uma. Para levantar cada caixa com maior facilidade os marinheiros montaram uma associação de roldanas representadas na figura acima. Qual a intensidade da força F, em newtons, que um marinheiro deve exercer para manter uma caixa em equilíbrio estático ou fazê-la subir com velocidade constante?

Dado: considere a aceleração local da gravidade g = 10 m/s².

A)25 N

B)50 N

C)250 N

D)500 N

E)1000 N

Gabarito do caderno — prova amarela

Resolução

O peso da caixa é $P=mg=50\times10=500\,\mathrm{N}$. A roldana móvel é sustentada por dois trechos de corda com a mesma tração.

No modelo ideal, $2T=P$, logo $T=250\,\mathrm{N}$. A força aplicada na extremidade é essa tração.

A roldana fixa apenas muda a direção da força. Equilíbrio ou velocidade constante significam aceleração nula.

Cuidado, armadilha! Conte os trechos de corda que sustentam a roldana móvel.

Alternativa correta: C

Q45

Mecânica — Dinâmica — Inércia

Observe a figura a seguir.

EAM 2014, questão 45: Inércia — figura do caderno original

Assinale a opção que indica a lei da Física que foi parcialmente representada na figura acima.

A)Gravidade

B)Ação e reação

C)Inércia

D)Coulomb

E)Ohm

Gabarito do caderno — prova amarela

Resolução

Quando o skate é parado pelo obstáculo, o corpo do personagem tende a continuar seu movimento para a frente.

Essa tendência de conservar o estado de movimento é a inércia, associada à primeira lei de Newton.

A sequência ilustra que parar o skate não para instantaneamente o corpo do ocupante.

Cuidado, armadilha! Inércia é uma propriedade dos corpos, não uma força que os empurra.

Alternativa correta: C

Q46

Ondulatória — Acústica — Reflexão no sonar

O SONAR é um dispositivo criado na segunda década do século XX com o intuito de detectar obstáculos e determinar a profundidade. O seu princípio de funcionamento consiste na emissão de uma onda sonora pela embarcação que incide sobre o fundo do oceano ou sobre um obstáculo e retorna à embarcação para ser detectada pelo SONAR. Qual é o fenômeno sonoro descrito no texto anterior relacionado com o funcionamento do SONAR?

A)Indução

B)Reflexão

C)Refração

D)Difração

E)Interferência

Gabarito do caderno — prova amarela

Resolução

A onda sonora encontra o obstáculo e retorna ao meio de origem. Esse retorno é reflexão, que produz o eco detectado pelo sonar.

O intervalo entre emissão e recepção permite calcular a distância quando a velocidade do som é conhecida.

Refração seria a mudança de propagação ao atravessar a interface entre meios; não é o retorno descrito.

Cuidado, armadilha! Retorno de uma onda após atingir um obstáculo caracteriza reflexão.

Alternativa correta: B

Q48

Termologia — Mudanças de estado — Ciclo da água

Analise o trecho de música a seguir.

“Água que nasce na fonte serena do mundo... Águas que banham aldeias e matam a sede da população... Água que o sol evapora pro céu vai embora virar nuvens de algodão... E sempre voltam humildes pro fundo da terra. Terra! Planeta Água”. (Fonte do enunciado: letras.mus.br/guiherme-arantes/46315/.)

Assinale a opção que indica as três etapas do ciclo da água que estão representadas no trecho de música acima.

A)Evaporação, condensação e sublimação

B)Condensação, evaporação e fusão

C)Evaporação, condensação e precipitação

D)Evaporação, precipitação e fusão

E)Precipitação, condensação e sublimação

Gabarito do caderno — prova amarela

Resolução

A água que o Sol evapora passa do estado líquido ao gasoso: evaporação.

A formação das nuvens envolve condensação do vapor em pequenas gotas de água, podendo também haver cristais de gelo.

O retorno da água à superfície corresponde à precipitação. A sequência pedida é evaporação, condensação e precipitação.

Cuidado, armadilha! Precipitação é o retorno da água à superfície, não uma mudança de estado por si só.

Alternativa correta: C

Q49

Termologia — Dilatação térmica — Trilhos

O Brasil é um país de dimensões continentais, por isso deve fortalecer cada vez mais sua frota de trens e metrôs. O projeto dos trilhos dessas composições ferroviárias prevê espaçamentos muito pequenos entre dois trilhos consecutivos porque:

A)com o aumento da temperatura ao longo do dia cada trilho deve se contrair ocupando o espaço vazio entre eles

B)com a diminuição de temperatura ao longo do dia cada trilho deve se dilatar ocupando o espaço vazio entre eles

C)com a variação de temperatura ao longo do dia cada trilho deve se contrair ocupando o espaço vazio entre eles

D)se a temperatura aumentar durante o dia cada trilho irá se dilatar e ocupar os pequenos espaços vazios sabiamente projetados

E)se a temperatura diminuir durante o dia cada trilho irá se contrair até tornar o espaçamento suficientemente grande para uma passagem segura da composição ferroviária

Gabarito do caderno — prova amarela

Resolução

Nos materiais usuais dos trilhos, o aquecimento produz dilatação linear: $\Delta L=\alpha L_0\Delta T$.

As folgas do projeto descrito permitem o aumento do comprimento sem produzir compressões excessivas ou deformações indesejadas.

Portanto, o aumento da temperatura faz os trilhos se dilatarem, ocupando parte do espaço reservado. O resfriamento produz contração.

Cuidado, armadilha! Aquecimento dilata; resfriamento contrai, no modelo usual da questão.

Alternativa correta: D

Q50

Mecânica — Hidrostática — Pressão atmosférica e altitude

Observe a tabela a seguir.

Escola de Aprendizes-Marinheiros — altitude aproximada: Espírito Santo (EAMES), 12 m; Ceará (EAMCE), 4 m; Pernambuco (EAMPE), 16 m; Santa Catarina (EAMSC), 0 m (nível do mar).

Assinale a opção que apresenta a Escola de Aprendizes-Marinheiros que sofre a menor e a maior pressão atmosférica, respectivamente.

A)EAMSC e EAMES

B)EAMPE e EAMSC

C)EAMPE e EAMCE

D)EAMSC e EAMCE

E)EAMES e EAMCE

Gabarito do caderno — prova amarela

Resolução

Considerando apenas a altitude, como pede o modelo da questão, a pressão atmosférica diminui com a altura.

Pernambuco apresenta a maior altitude da tabela, 16 m, e corresponde à menor pressão. Santa Catarina está a 0 m e corresponde à maior pressão.

A ordem solicitada é menor pressão primeiro e maior depois: EAMPE e EAMSC. Condições meteorológicas reais também influenciam a pressão, mas não são fornecidas.

Cuidado, armadilha! Compare as altitudes e respeite a ordem “menor e maior pressão”.

Alternativa correta: B