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EAM 2015 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Escolas de Aprendizes-Marinheiros

Edição 2015 · Prova amarela · 16 questões de Física — resolução comentada Método TEF.

Q33
Termologia — Mudanças de estado — Fusão da água

Considere uma certa quantidade de água, inicialmente no estado sólido. Aquecendo gradativamente de forma homogênea toda essa quantidade de água, ela passa para o estado líquido e, mantendo-se o mesmo regime de aquecimento, a mesma passa do estado líquido para o gasoso. Sobre as propriedades da água nos referidos estados físicos e sobre os processos de mudança de estado físico pode-se afirmar que:

A)o processo de mudança do estado sólido para o estado líquido chama-se fusão
B)o processo de mudança do estado sólido para o estado líquido chama-se liquefação
C)a densidade da água no estado sólido é maior que no estado líquido
D)o processo de mudança do estado líquido para o estado gasoso chama-se condensação
E)no processo de mudança do estado sólido para o estado líquido, a água perde calor

Gabarito do caderno — prova amarela

A
Resolução

A passagem de sólido para líquido é fusão, processo em que o gelo absorve energia. A está correta.

Na situação usual, o gelo é menos denso que a água líquida, por isso flutua. A passagem de líquido para gás é vaporização.

Condensação ou liquefação corresponde ao sentido inverso, gás para líquido. A fusão não acontece por perda de calor.

Cuidado, armadilha! Fusão é sólido para líquido, com absorção de calor.

Alternativa correta: A

Q36
Mecânica — Cinemática — Equação horária do MRU

A posição de uma partícula em Movimento Retilíneo Uniforme varia de acordo com a equação horária S = 20 − 4t, em unidades do Sistema Internacional. A partir desta equação, após quanto tempo de movimento a partícula passa pela origem dos espaços?

A)4 segundos
B)5 segundos
C)16 segundos
D)20 segundos
E)24 segundos

Gabarito do caderno — prova amarela

B
Resolução

Passar pela origem significa estar na posição $S=0$.

Substitua na equação: $0=20-4t$. Então $4t=20$ e $t=5\,\mathrm{s}$.

A velocidade é −4 m/s: a posição diminui com o tempo, partindo de 20 m até alcançar zero.

Cuidado, armadilha! Origem dos espaços significa S = 0, não t = 0.

Alternativa correta: B

Q37
Termologia — Conceitos básicos — Calor e temperatura

Analise as afirmativas abaixo referentes aos conceitos temperatura e calor.

I — Calor é a medida de agitação molecular.

II — Calor é uma forma de energia.

III — Dois corpos estão em equilíbrio térmico quando estão à mesma temperatura.

Assinale a opção correta.

A)Apenas a afirmativa I é verdadeira
B)Apenas a afirmativa III é verdadeira
C)Apenas a afirmativa II é verdadeira
D)Apenas as afirmativas II e III são verdadeiras
E)Apenas as afirmativas I e III são verdadeiras

Gabarito do caderno — prova amarela

D
Resolução

A temperatura está relacionada à agitação térmica das partículas. Calor é energia transferida em razão de uma diferença de temperatura; I é falsa e II é verdadeira.

Em equilíbrio térmico, corpos em contato têm a mesma temperatura e não ocorre transferência líquida de calor entre eles. III é verdadeira.

Logo, apenas II e III estão corretas.

Cuidado, armadilha! Um corpo possui energia interna e temperatura; calor designa energia em transferência.

Alternativa correta: D

Q38
Termologia — Transmissão de calor — Correntes de convecção

Com relação aos três processos de propagação de calor: condução, convecção e irradiação, assinale a opção correta.

A)O processo de condução ocorre apenas nos líquidos e gases
B)O processo de convecção ocorre apenas nos sólidos
C)A propagação de calor por irradiação é o único dos três processos que pode ocorrer no ar atmosférico
D)No processo de convecção ocorre o movimento das moléculas formando correntes de convecção
E)O calor do Sol propaga-se no espaço pelo processo de condução até atingir a atmosfera terrestre e ser absorvido pelos corpos

Gabarito do caderno — prova amarela

D
Resolução

Na convecção, porções de um fluido se deslocam e transportam energia, formando correntes. Essa é a descrição da alternativa D.

A condução também ocorre em sólidos. A convecção ocorre em fluidos, não em sólidos rígidos. No ar, podem ocorrer os três mecanismos.

A energia do Sol atravessa o espaço por radiação eletromagnética; condução exige matéria.

Cuidado, armadilha! Radiação pode ocorrer no vácuo; convecção exige um fluido.

Alternativa correta: D

Q39
Ondulatória — Acústica — Ultrassom

O sonar é um instrumento que pode ser utilizado para estudos de relevo de fundos oceânicos, medição de profundidade e localização de objetos no fundo do oceano, como navios submersos e submarinos. Consiste basicamente de um transmissor e um coletor de ondas ultrassônicas que são emitidas em direção ao fundo do oceano. Essas ondas, após serem refletidas, retornam e são captadas pelo coletor do sonar. Sobre as ondas ultrassônicas, assinale a opção correta.

A)São ondas eletromagnéticas com frequência superior a 20.000 Hz
B)São ondas mecânicas com frequência superior a 20.000 Hz
C)Possuem frequência superior a 20.000 Hz e propagam-se no vácuo com velocidade de 300.000 km/s
D)Podem ser perfeitamente ouvidas por seres humanos normais e possuem diversas aplicações médicas
E)São ondas mecânicas com frequência inferior a 20 Hz

Gabarito do caderno — prova amarela

B
Resolução

Ultrassom é uma onda sonora mecânica cuja frequência está acima do limite superior usual da audição humana, aproximadamente 20.000 Hz.

Ele precisa de um meio material e não se propaga no vácuo. Sua velocidade depende desse meio.

Frequências abaixo de 20 Hz correspondem a infrassom. Portanto, somente B apresenta natureza e faixa de frequência corretas.

Cuidado, armadilha! “Ultrassom” indica frequência elevada, não natureza eletromagnética.

Alternativa correta: B

Q40
Eletricidade — Magnetismo — Bússola e campo terrestre

O magnetismo terrestre sempre foi um mistério para muitos estudiosos. As bússolas são constituídas por uma agulha magnética que pode girar livremente em torno de um eixo vertical, permitindo aos navegadores orientarem suas embarcações de acordo com coordenadas geográficas definidas a partir dos pontos cardeais. Sobre o magnetismo terrestre e o funcionamento das bússolas, assinale a opção correta.

A)Nas regiões próximas à linha do equador, o magnetismo terrestre é nulo
B)Nas regiões polares, o magnetismo terrestre é nulo
C)Os polos magnéticos da Terra coincidem com seus polos geográficos
D)A agulha magnética de uma bússola pode ser orientada em qualquer direção, de acordo com a rota de navegação a ser seguida
E)A agulha magnética de uma bússola orienta-se de acordo com o campo magnético da Terra, alinhando-se com esse campo e apontando para o polo sul magnético do planeta

Gabarito do caderno — prova amarela

E
Resolução

A agulha imantada tende a alinhar-se à componente horizontal do campo magnético local. Sua extremidade norte aponta, aproximadamente, para a região do norte geográfico, de comportamento sul magnético.

Os polos geográficos e magnéticos não coincidem. O campo também não é nulo no equador nem nas regiões polares.

A alternativa E é a esperada no modelo escolar. A agulha não escolhe a rota do navegante e pode sofrer desvios por campos próximos.

Cuidado, armadilha! Polos geográficos e magnéticos são referências diferentes.

Alternativa correta: E

Q41
Eletricidade — Eletrodinâmica — Resistência elétrica

Considere um dispositivo elétrico cujo valor da resistência elétrica é constante. Estando ele devidamente conectado aos terminais de uma bateria de 12 volts, a intensidade da corrente elétrica que o percorre é de 4 A. Com base nessas informações, pode-se afirmar que o valor da resistência elétrica deste dispositivo, em ohms, é:

A)1/3
B)3
C)8
D)16
E)48

Gabarito do caderno — prova amarela

B
Resolução

A primeira lei de Ohm relaciona tensão, corrente e resistência: $U=Ri$.

Assim, $R=U/i=12/4=3\,\Omega$.

Como a resistência é constante, o dispositivo apresenta comportamento ôhmico nas condições descritas.

Cuidado, armadilha! Resistência é tensão dividida pela corrente.

Alternativa correta: B

Q42
Termologia — Termometria — Equivalência entre escalas

Considerando as escalas termométricas Celsius, Fahrenheit e Kelvin, assinale a opção que apresenta a igualdade correta.

A)0 °C = −273 K
B)32 °F = 0 K
C)212 °F = 100 K
D)0 K = 273 °C
E)273 K = 32 °F

Gabarito do caderno — prova amarela

E
Resolução

Na aproximação escolar da prova, $K=C+273$ e $F=1{,}8C+32$.

Para $K=273$, temos $C=0$ e, portanto, $F=32$. A alternativa E é a correspondente.

O zero absoluto é aproximadamente −273 °C, não +273 °C. A relação mais precisa usa 273,15; a prova adota 273.

Cuidado, armadilha! Kelvin não leva símbolo de grau. A prova usa a aproximação 273.

Alternativa correta: E

Q43
Eletricidade — Energia elétrica — Unidade quilowatt-hora

Tanto em residências quanto em indústrias e imóveis comerciais existem instrumentos conectados à rede elétrica responsáveis por efetuar uma medida cujo valor é expresso em quilowatt-hora (kW·h). A unidade de medida quilowatt-hora (kW·h), apesar de não ser o padrão definido pelo Sistema Internacional de Unidades, pode ser utilizada para medir a:

A)intensidade luminosa
B)quantidade de energia elétrica
C)potência elétrica
D)tensão elétrica
E)quantidade de carga elétrica

Gabarito do caderno — prova amarela

B
Resolução

Energia é potência multiplicada por tempo. Portanto, kW multiplicado por hora fornece uma unidade de energia.

A equivalência é $1\,\mathrm{kWh}=1000\,\mathrm{W}\times3600\,\mathrm{s}=3{,}6\times10^6\,\mathrm{J}$.

O medidor registra energia consumida. Potência, isoladamente, pode ser expressa em W ou kW; tensão é medida em volts e carga em coulombs.

Cuidado, armadilha! kW é potência; kWh é energia.

Alternativa correta: B

Q44
Eletricidade — Geradores — Conversões de energia

Os geradores de eletricidade são dispositivos capazes de gerar diferença de potencial elétrico, convertendo outras formas de energia em energia elétrica. Eles podem ser classificados em mecânicos ou químicos. Sobre os geradores de eletricidade, assinale a opção correta.

A)O dínamo é um tipo de gerador químico
B)A bateria de um automóvel é um tipo de gerador mecânico
C)As pilhas secas são geradores químicos
D)Os geradores químicos funcionam com base no princípio da indução eletromagnética
E)As lâmpadas fluorescentes são geradores químicos

Gabarito do caderno — prova amarela

C
Resolução

Pilhas secas convertem energia química em elétrica por reações eletroquímicas, sendo geradores químicos.

A bateria do automóvel também é eletroquímica. O dínamo converte energia mecânica em elétrica por indução eletromagnética.

Uma lâmpada é um receptor que transforma energia elétrica em outras formas, incluindo luz, e não um gerador químico.

Cuidado, armadilha! Indução eletromagnética e reações químicas são mecanismos distintos de geração.

Alternativa correta: C

Q45
Mecânica — Hidrostática — Densidade e flutuação

Sabe-se que um mergulhador em uma manobra de exercício está flutuando sobre a água. Ao inspirar o ar e mantê-lo em seus pulmões, o mesmo eleva-se em relação ao nível da água. Esse fato pode ser explicado:

A)pelo aumento do peso da água deslocada
B)pelo aumento do empuxo da água
C)pela diminuição da densidade do mergulhador
D)pela diminuição da densidade da água
E)pela diminuição da massa do mergulhador

Gabarito do caderno — prova amarela

C
Resolução

A inspiração aumenta o volume do corpo de forma relevante para a flutuação, enquanto a variação de massa é pequena. Sua densidade média $\rho=m/V$ diminui.

Para o novo equilíbrio, uma fração menor do volume total precisa ficar submersa para sustentar seu peso. O corpo fica mais alto em relação à superfície.

O gabarito é C. Durante a transição pode haver aumento de empuxo, mas nos equilíbrios inicial e final o empuxo volta a igualar o peso.

Cuidado, armadilha! Diferencie o empuxo durante a transição do empuxo no equilíbrio final.

Alternativa correta: C

Q46
Mecânica — Grandezas e Unidades — Trabalho, potência e energia

Trabalho mecânico, potência e energia são grandezas físicas muito importantes no estudo dos movimentos. No Sistema Internacional, a unidade de medida para cada uma dessas grandezas é, respectivamente:

A)newton, watt e joule
B)joule, watt e joule
C)watt, joule e newton
D)joule, watt e caloria
E)joule, newton e caloria

Gabarito do caderno — prova amarela

B
Resolução

Trabalho e energia são medidos em joules (J). Potência é energia transferida por tempo e é medida em watts (W).

As relações são $1\,\mathrm{J}=1\,\mathrm{N\,m}$ e $1\,\mathrm{W}=1\,\mathrm{J/s}$.

Assim, na ordem do enunciado, temos joule, watt e joule. Newton mede força; caloria é uma unidade de energia fora do padrão SI.

Cuidado, armadilha! Respeite a ordem: trabalho, potência e energia.

Alternativa correta: B

Q47
Mecânica — Estática — Equilíbrio de alavanca

Observe a figura abaixo.

EAM 2015, questão 47: Equilíbrio de alavanca — figura do caderno original

Suponha que um marinheiro levantou uma caixa de 500 kg utilizando uma alavanca. Qual é a força que ele deve aplicar na extremidade da alavanca para manter a caixa em equilíbrio?

Dado: g = 10 m/s².

A)1200 N
B)1230 N
C)1250 N
D)1300 N
E)1500 N

Gabarito do caderno — prova amarela

C
Resolução

O peso da caixa é $P=500\times10=5000\,\mathrm{N}$. Seu braço em relação ao apoio é 0,30 m, enquanto a força aplicada tem braço de 1,20 m.

O equilíbrio dos momentos exige $F\times1{,}20=5000\times0{,}30$. Logo, $F=1250\,\mathrm{N}$.

O cálculo adota alavanca ideal, desprezando seu peso. O braço maior da força aplicada reduz o esforço necessário.

Cuidado, armadilha! Use as distâncias ao apoio, não o comprimento total da barra.

Alternativa correta: C

Q48
Ondulatória — Ondas — Frequência e período

Duas ondas sonoras propagam-se na água, com a mesma velocidade, sendo que o comprimento de onda da primeira é igual à metade do comprimento de onda da segunda. Sendo assim, é correto afirmar que a primeira, em relação à segunda, possui:

A)mesmo período e mesma frequência
B)menor período e maior frequência
C)mesmo período e maior frequência
D)menor período e menor frequência
E)maior período e maior frequência

Gabarito do caderno — prova amarela

B
Resolução

Para as duas ondas, $v=\lambda f$. Se a velocidade é igual e $\lambda_1=\lambda_2/2$, então $f_1=2f_2$.

O período é inverso da frequência: $T=1/f$. Logo, $T_1=T_2/2$.

A primeira onda possui maior frequência e menor período.

Cuidado, armadilha! Com velocidade fixa, menor comprimento de onda implica maior frequência.

Alternativa correta: B

Q49
Óptica — Espelhos planos — Formação de imagens

Assinale a opção que apresenta somente características das imagens formadas por espelhos planos para os objetos reais.

A)Simétrica, invertida e virtual
B)Revertida, simétrica e real
C)Reduzida, simétrica e invertida
D)Direita, de igual tamanho e virtual
E)Real, direita e ampliada

Gabarito do caderno — prova amarela

D
Resolução

Um espelho plano forma, para um objeto real à sua frente, imagem virtual atrás do espelho.

A imagem é direita e do mesmo tamanho do objeto, com simetria em relação ao plano do espelho.

A alternativa D reúne essas três características. A reversão lateral não corresponde a uma imagem verticalmente invertida.

Cuidado, armadilha! Espelho plano não amplia nem reduz o tamanho da imagem.

Alternativa correta: D

Q50
Mecânica — Dinâmica — Movimento uniforme e resultante

Analise as afirmativas abaixo. Numa estrada retilínea e horizontal, o velocímetro de um veículo, que move-se em linha reta, indica um valor constante. Nesta situação:

I — a força peso do veículo tem o mesmo sentido que o da velocidade.

II — a soma vetorial das forças que atuam sobre o veículo é nula.

III — a aceleração do veículo é nula.

Assinale a opção correta.

A)Apenas a afirmativa I é verdadeira
B)Apenas a afirmativa II é verdadeira
C)Apenas as afirmativas I e II são verdadeiras
D)Apenas as afirmativas II e III são verdadeiras
E)As afirmativas I, II e III são verdadeiras

Gabarito do caderno — prova amarela

D
Resolução

A velocidade tem módulo constante e direção fixa, pois a estrada e a trajetória são retilíneas. Logo, a aceleração é nula. III é verdadeira.

Pela segunda lei de Newton, $\vec F_R=m\vec a=0$, portanto II também é verdadeira.

O peso aponta verticalmente para baixo, enquanto a velocidade é horizontal. I é falsa. Estão corretas apenas II e III.

Cuidado, armadilha! Rapidez constante só garante aceleração nula quando a direção também é constante.

Alternativa correta: D

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