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EAM 2016 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Escolas de Aprendizes-Marinheiros

Edição 2016 · Prova verde · 16 questões de Física — resolução comentada Método TEF.

Q31
Eletricidade — Eletrodinâmica — Amperímetro e associação mista

Observe a figura abaixo.

EAM 2016, questão 31: Amperímetro e associação mista — figura do caderno original

O esquema acima representa um circuito simples com várias lâmpadas associadas, uma bateria e um instrumento de medida “X” que, para executar uma leitura correta, foi associado em série com o circuito. Com relação a esse instrumento, é correto afirmar que é um:

A)voltímetro e está medindo um valor de 2,4 V
B)amperímetro e está medindo um valor de 2,4 A
C)voltímetro e está medindo um valor de 1,2 V
D)amperímetro e está medindo um valor de 1,2 A
E)voltímetro e está medindo um valor de 0,6 V

Gabarito do caderno — prova verde

B
Resolução

O instrumento em série que mede corrente é o amperímetro. No ramo superior, as resistências somam $2+5+3=10\,\Omega$. No inferior, $5+5=10\,\Omega$.

Os dois ramos de 10 Ω estão em paralelo: $R_{\mathrm{eq}}=5\,\Omega$. Com a bateria de 12 V, $i=12/5=2{,}4\,\mathrm{A}$.

O amperímetro ideal mede a corrente total porque está antes da divisão entre os ramos.

Cuidado, armadilha! Amperímetro é ligado em série; voltímetro, em paralelo.

Alternativa correta: B

Q32
Ondulatória — Ondas — Comprimento, frequência e velocidade

Observe a figura abaixo.

EAM 2016, questão 32: Comprimento, frequência e velocidade — figura do caderno original

O esquema acima representa ondas periódicas propagando-se ao longo de uma corda tensa. Nesse esquema, os pontos A e E distam 60 cm um do outro e o instante mostrado foi obtido 5 s após o início da vibração da fonte. Considerando essa situação, pode-se dizer que o comprimento de onda (λ), a frequência (f) e a velocidade (v) dessa onda valem, respectivamente:

A)60 cm, 1,0 Hz e 12 cm/s
B)60 cm, 4,0 Hz e 10 cm/s
C)30 cm, 0,4 Hz e 12 cm/s
D)30 cm, 0,4 Hz e 10 cm/s
E)30 cm, 0,6 Hz e 10 cm/s

Gabarito do caderno — prova verde

C
Resolução

Entre A e E aparecem dois comprimentos de onda: $2\lambda=60\,\mathrm{cm}$, logo $\lambda=30\,\mathrm{cm}$.

O desenho representa a perturbação que percorreu 60 cm em 5 s: $v=60/5=12\,\mathrm{cm/s}$.

Pela relação $v=\lambda f$, $f=12/30=0{,}4\,\mathrm{Hz}$. A sequência corresponde à alternativa C.

Cuidado, armadilha! A distância A–E contém duas ondas completas.

Alternativa correta: C

Q33
Mecânica — Cinemática — Tempo de navegação

Para cumprir uma missão de resgate em alto mar, um navio precisou navegar, com velocidade constante de 25 nós, por 1.800 km até o local onde estavam as vítimas. Sendo assim, é correto afirmar que o navio chegou ao local do resgate em:

Dado: 1 nó = 1,8 km/h.

A)24 h
B)30 h
C)36 h
D)40 h
E)48 h

Gabarito do caderno — prova verde

D
Resolução

Use a conversão aproximada fornecida pela prova: $v=25\times1{,}8=45\,\mathrm{km/h}$.

No movimento uniforme, $\Delta t=d/v=1800/45=40\,\mathrm{h}$.

O valor de 1,8 km/h por nó é a aproximação adotada no enunciado. Trocar esse dado por uma conversão mais precisa mudaria o número calculado, mas não o procedimento.

Cuidado, armadilha! Use a conversão expressamente dada no caderno.

Alternativa correta: D

Q34
Termologia — Termometria — Temperatura negativa

Uma cidade localizada na Serra Catarinense a uma altitude de 1.450 m acima do nível do mar, durante um determinado ano, registrou −8,9 °C, a mais baixa temperatura do inverno. Essa temperatura, caso tivesse sido registrada na escala Fahrenheit, seria de aproximadamente:

A)2 °F
B)8 °F
C)16 °F
D)22 °F
E)38 °F

Gabarito do caderno — prova verde

C
Resolução

A conversão é $F=1{,}8C+32$.

Para $C=-8{,}9$, $F=1{,}8(-8{,}9)+32=-16{,}02+32=15{,}98\,^\circ\mathrm{F}$.

Arredondando, a temperatura é 16 °F. Uma temperatura negativa em Celsius pode ser positiva em Fahrenheit porque as escalas têm origens diferentes.

Cuidado, armadilha! Preserve o sinal negativo ao multiplicar por 1,8.

Alternativa correta: C

Q35
Mecânica — Trabalho e Energia — Conservação da energia mecânica

Um corpo esférico desce uma rampa, a partir do repouso, conforme mostra a figura abaixo.

EAM 2016, questão 35: Conservação da energia mecânica — figura do caderno original

Desprezando-se todos os atritos, pode-se afirmar que, durante a descida desse corpo, a:

A)energia potencial gravitacional é constante
B)energia cinética é constante
C)soma das energias potencial e cinética é constante
D)energia cinética diminui
E)energia potencial gravitacional aumenta

Gabarito do caderno — prova verde

C
Resolução

Na descida, a altura diminui e a energia potencial gravitacional $E_p=mgh$ se reduz. A energia cinética aumenta.

Sem perdas por atrito, a energia mecânica é conservada: $E_m=E_p+E_c=\mathrm{constante}$.

As parcelas variam, mas sua soma permanece igual. A normal da rampa ideal não realiza trabalho porque é perpendicular ao deslocamento.

Cuidado, armadilha! Conserva-se a soma das energias, não cada parcela isoladamente.

Alternativa correta: C

Q36
Eletricidade — Magnetismo — Orientação da bússola

As bússolas, instrumentos de orientação cuja invenção é atribuída à China do século I a.C., são utilizadas até hoje em diversas situações. Sobre as bússolas, é correto afirmar que:

A)apontam sempre na direção exata do polo norte geográfico da Terra
B)se alinham seguindo as linhas de indução do campo magnético da Terra
C)por serem imantadas, não podem sofrer influência de correntes elétricas
D)mesmo próximas de um ímã, continuam apontando para o polo norte geográfico da Terra
E)permitem uma navegação segura, pois indicam exatamente a direção que se quer seguir

Gabarito do caderno — prova verde

B
Resolução

A agulha imantada tende a alinhar-se ao campo magnético presente no local, seguindo sua componente horizontal em uma bússola comum.

O norte magnético e o norte geográfico não coincidem exatamente. Correntes elétricas e ímãs próximos produzem campos que podem desviar a agulha.

A bússola fornece uma referência de orientação; não indica automaticamente o destino desejado pelo navegante.

Cuidado, armadilha! Campos magnéticos próximos podem alterar a leitura de uma bússola.

Alternativa correta: B

Q37
Eletricidade — Eletrostática — Eletrização por atrito

As figuras abaixo mostram as condições iniciais e finais de um processo de eletrização feito com dois corpos.

EAM 2016, questão 37: Eletrização por atrito — figura do caderno original

Com base nas condições acima, analise as afirmativas abaixo.

I — A eletrização foi feita por indução.

II — A eletrização foi feita por atrito.

III — A eletrização foi feita por contato.

IV — O bastão de vidro ganhou prótons.

V — A lã ganhou elétrons.

Assinale a opção correta.

A)Apenas as afirmativas I e IV estão corretas
B)Apenas as afirmativas II e V estão corretas
C)Apenas as afirmativas III e IV estão corretas
D)Apenas as afirmativas II, IV e V estão corretas
E)Apenas as afirmativas III, IV e V estão corretas

Gabarito do caderno — prova verde

B
Resolução

O bastão e a lã eram neutros e terminam com sinais opostos, no processo de atrito descrito pelo esquema. O vidro fica positivo e a lã negativa.

O vidro perdeu elétrons, que foram recebidos pela lã. Portanto, II e V estão corretas.

Prótons não são transferidos entre esses corpos: IV é falsa. Eletrização por simples contato entre um corpo carregado e outro neutro não é o processo representado.

Cuidado, armadilha! Um corpo positivo perdeu elétrons; ele não ganhou prótons.

Alternativa correta: B

Q38
Termologia — Conceitos básicos — Calor específico e temperatura

A termologia é a parte da Física que estuda os fenômenos determinados por energia térmica, que é a forma de energia relacionada à agitação das partículas de um corpo. Com relação à termologia, analise as afirmativas abaixo.

I — Quanto maior a energia cinética média das partículas, menor a temperatura do corpo.

II — Para que haja transferência de calor entre dois corpos, eles devem estar a temperaturas diferentes.

III — Quanto maior o calor específico de um material, menor a quantidade de calor necessária para o material ser aquecido até determinada temperatura.

IV — No Sistema Internacional de Unidades, a quantidade de calor transferida de um corpo para outro é medida em joules.

Assinale a opção correta.

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

Gabarito do caderno — prova verde

D
Resolução

No modelo escolar, maior energia cinética média está associada a maior temperatura, tornando I falsa. A diferença de temperatura é a causa da transferência líquida de calor: II é verdadeira.

Para mesma massa e mesma variação de temperatura, $Q=mc\Delta T$: maior calor específico exige mais calor, não menos. III é falsa.

Calor é energia e sua unidade SI é o joule. IV é verdadeira. Apenas II e IV estão corretas.

Cuidado, armadilha! Ao comparar calor específico, mantenha massa e variação de temperatura iguais.

Alternativa correta: D

Q39
Óptica — Propagação da luz — Câmara escura de orifício

Observe a figura abaixo.

EAM 2016, questão 39: Câmara escura de orifício — figura do caderno original

Um estudante, ao realizar um experimento, construiu, com uma lata de leite, uma câmara escura de orifício. Para isso, ele fez um furo no centro do fundo da lata e, em seguida, retirou a tampa do outro lado, colando um disco de papel vegetal nessa tampa. Ao colocar uma lâmpada acesa distante 60 cm de sua câmara escura de orifício, o estudante viu a projeção da imagem da lâmpada sobre o papel vegetal, conforme mostra a figura acima. Observando as medidas obtidas no experimento, é correto afirmar que o tamanho da lâmpada utilizada é de:

A)10 cm
B)12 cm
C)16 cm
D)18 cm
E)20 cm

Gabarito do caderno — prova verde

E
Resolução

A propagação retilínea da luz forma triângulos semelhantes nos dois lados do orifício. A razão entre alturas é igual à razão entre distâncias.

A imagem tem 8 cm e fica a 24 cm do orifício; o objeto fica a 60 cm. Assim, $8/H=24/60$, logo $H=8\times60/24=20\,\mathrm{cm}$.

A imagem é invertida, mas o cálculo usa os módulos das alturas.

Cuidado, armadilha! Os 60 cm são medidos do objeto ao orifício, conforme a figura.

Alternativa correta: E

Q40
Óptica — Lentes — Lupa

Observe a figura abaixo.

EAM 2016, questão 40: Lupa — figura do caderno original

Assinale a opção que completa corretamente as lacunas da sentença abaixo. Um aluno observa um mosquito através de uma lente convergente, obtendo uma imagem ampliada do inseto, conforme a figura acima. Para conseguir esse resultado, a lente em questão deve ser ________ e o mosquito deve se localizar ________.

A)Bicôncava / entre o foco e o centro óptico da lente
B)Biconvexa / entre o foco e o centro óptico da lente
C)Bicôncava / entre o ponto antiprincipal e o foco da lente
D)Biconvexa / no foco da lente
E)Bicôncava / no ponto antiprincipal da lente

Gabarito do caderno — prova verde

B
Resolução

Uma lupa é uma lente convergente. No caso usual de vidro no ar, uma lente biconvexa tem esse comportamento.

Para obter imagem virtual, direita e ampliada, o objeto deve ficar entre o foco e o centro óptico, isto é, a uma distância menor que a focal.

No foco, a imagem ideal seria formada no infinito. A alternativa B corresponde ao uso da lupa mostrado.

Cuidado, armadilha! Para a lupa, o objeto fica dentro da distância focal.

Alternativa correta: B

Q41
Mecânica — Dinâmica — Força e massa total

Observe a figura abaixo.

EAM 2016, questão 41: Força e massa total — figura do caderno original

Um trabalhador empurra um carrinho de 20 kg de massa. Nesse carrinho existem duas caixas, conforme a figura acima. Considerando que, nessa tarefa, a aceleração produzida no carrinho foi constante e igual a 1,2 m/s², pode-se afirmar que a força exercida pelo trabalhador foi de:

A)72 N
B)88 N
C)96 N
D)104 N
E)108 N

Gabarito do caderno — prova verde

C
Resolução

As caixas têm massas de 24 kg e 36 kg. A massa total acelerada é $m=20+24+36=80\,\mathrm{kg}$.

Desprezando resistências ao movimento, como pressupõe a resposta do caderno, $F=ma=80\times1{,}2=96\,\mathrm{N}$.

Se existisse atrito relevante, a força aplicada seria maior que a resultante e seriam necessários dados adicionais.

Cuidado, armadilha! Inclua a massa do carrinho, além das duas caixas.

Alternativa correta: C

Q42
Mecânica — Trabalho e Energia — Potência de elevação

Um marinheiro precisa transportar uma caixa de massa 12 kg, do porão de um navio até um outro compartimento situado em um local 5 metros acima do nível do porão. Supondo que o tempo gasto no transporte seja de 2 minutos e considerando a gravidade local igual a 10 m/s², é correto afirmar que a potência usada pelo marinheiro nessa tarefa foi de:

A)5 W
B)8 W
C)50 W
D)120 W
E)300 W

Gabarito do caderno — prova verde

A
Resolução

O aumento da energia potencial da caixa é $\Delta E_p=mgh=12\times10\times5=600\,\mathrm{J}$.

O tempo é $2\,\mathrm{min}=120\,\mathrm{s}$. A potência mecânica média útil é $P=\Delta E_p/\Delta t=600/120=5\,\mathrm{W}$.

Esse cálculo considera a energia transferida à caixa; não é a potência metabólica total gasta pelo marinheiro.

Cuidado, armadilha! Converta os dois minutos para 120 segundos.

Alternativa correta: A

Q43
Eletricidade — Eletrodinâmica — Corrente no chuveiro

Observe a figura abaixo.

EAM 2016, questão 43: Corrente no chuveiro — figura do caderno original

O esquema acima representa, de modo simplificado, a ligação de um chuveiro elétrico em uma rede de alimentação elétrica doméstica. Supondo que a chave reguladora de temperatura esteja na posição 2 e usando as informações mostradas, pode-se afirmar que a corrente elétrica que passa pelo disjuntor vale:

A)20 A
B)25 A
C)30 A
D)35 A
E)40 A

Gabarito do caderno — prova verde

E
Resolução

A figura informa alimentação de 120 V e potência de 4800 W na posição 2, inverno.

Para o chuveiro resistivo, $P=Ui$, logo $i=P/U=4800/120=40\,\mathrm{A}$.

O disjuntor está em série com o circuito de alimentação e é atravessado por essa corrente. A potência de 2400 W corresponde à posição verão e não deve ser usada.

Cuidado, armadilha! Use a potência da posição 2, indicada no enunciado.

Alternativa correta: E

Q44
Mecânica — Hidrostática — Prensa hidráulica

Observe a figura abaixo.

EAM 2016, questão 44: Prensa hidráulica — figura do caderno original

O esquema acima representa um dispositivo que utiliza o Princípio de Pascal como base para o seu funcionamento. O êmbolo “A” tem 30 cm² de área e o êmbolo “B”, um valor que corresponde ao quíntuplo da área do êmbolo “A”. Considerando que a gravidade local seja igual a 10 m/s², é correto afirmar que a força “F” vale:

A)240 N
B)120 N
C)60 N
D)30 N
E)24 N

Gabarito do caderno — prova verde

A
Resolução

O peso sustentado no êmbolo B é $P=120\times10=1200\,\mathrm{N}$. Sua área é cinco vezes a área de A.

Pelo princípio de Pascal, $F/A_A=P/A_B$. Como $A_B=5A_A$, $F=P/5=240\,\mathrm{N}$.

O modelo considera prensa ideal, sem perdas e sem correções de diferença de altura. Não é necessário converter cm² porque aparece a razão das áreas.

Cuidado, armadilha! Compare forças e áreas na mesma ordem: Fₐ/Aₐ = Fᵦ/Aᵦ.

Alternativa correta: A

Q45
Ondulatória — Acústica — Efeito Doppler

A alteração da frequência percebida pelo observador em virtude do movimento relativo de aproximação ou afastamento entre fonte e observador é explicada pelo efeito:

A)Doppler
B)Magnus
C)Huygens
D)Young
E)Maxwell

Gabarito do caderno — prova verde

A
Resolução

O efeito Doppler é a mudança de frequência percebida devido ao movimento relativo entre fonte e observador.

Na aproximação, em condições usuais, as frentes de onda chegam mais frequentemente e o som é percebido mais agudo. No afastamento, a frequência percebida diminui e o som fica mais grave.

A frequência emitida pela fonte pode permanecer constante: o que muda é a frequência recebida pelo observador.

Cuidado, armadilha! Diferencie frequência emitida e frequência percebida.

Alternativa correta: A

Q49
Termologia — Mudanças de estado — Fenômenos cotidianos

Considere os fenômenos cotidianos apresentados a seguir:

I — Uma bolinha de naftalina esquecida no guarda-roupas.

II — Um pote contendo água colocado no congelador.

III — Uma toalha molhada estendida no varal.

IV — O derretimento de uma bola de sorvete.

Supondo que cada caso seja observado por tempo o bastante para que todos evidenciem alterações na matéria, marque a opção que relaciona corretamente o fenômeno ao nome da mudança de estado físico.

A)I — Evaporação; II — Solidificação; III — Fusão; IV — Sublimação
B)I — Sublimação; II — Congelamento; III — Evaporação; IV — Liquefação
C)I — Fusão; II — Sublimação; III — Evaporação; IV — Solidificação
D)I — Sublimação; II — Solidificação; III — Evaporação; IV — Fusão
E)I — Evaporação; II — Sublimação; III — Fusão; IV — Solidificação

Gabarito do caderno — prova verde

D
Resolução

A naftalina passa diretamente do sólido ao gasoso: sublimação. A água no congelador passa de líquido a sólido: solidificação.

A toalha seca pela evaporação da água, que passa de líquido a vapor. O sorvete derrete por fusão, passando de sólido a líquido.

A sequência correta é sublimação, solidificação, evaporação e fusão.

Cuidado, armadilha! Derretimento é fusão; liquefação é gás para líquido.

Alternativa correta: D

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