Prova EAM 2018 — Física com Gabarito e Resolução

Q37

Eletricidade — Eletrostatica — Eletrização por atrito e aterramento

Em missão de treinamento de pouso e decolagem no Porta Aviões São Paulo, entre um pouso e uma decolagem, a aeronave TA-SKU (SKYHAWK) do Esquadrão VF-1, proveniente da Base Aérea Naval de São Pedro da Aldeia, é reabastecida. O Marinheiro responsável, conhecedor do processo de eletrização por atrito à qual toda aeronave fica sujeita em voo e conhecedor das normas de segurança que regulamentam o abastecimento de aeronaves, realiza o procedimento correto: antes de introduzir a mangueira de combustível no bocal do tanque, liga por meio de um fio condutor (fio terra) a aeronave a uma haste metálica no convés do São Paulo. Marque a opção que melhor descreve o processo de eletrização por atrito considerando para tal um sistema eletricamente isolado e constituído de dois corpos.

A)Dois corpos inicialmente neutros, de materiais diferentes, quando atritados, adquirem cargas elétricas de sinais opostos.

B)Dois corpos inicialmente neutros, de materiais diferentes, quando atritados, adquirem cargas elétricas de sinais iguais.

C)Dois corpos inicialmente neutros, de materiais iguais, quando atritados, adquirem cargas elétricas de sinais opostos.

D)Dois corpos inicialmente neutros, de materiais iguais, quando atritados, adquirem cargas elétricas de sinais iguais.

E)Dois corpos inicialmente carregados, de materiais diferentes, quando atritados, adquirem cargas elétricas de sinais opostos.

Gabarito publicado pela Marinha — prova amarela

Resolução

No modelo escolar de eletrização por atrito, dois corpos inicialmente neutros, feitos de materiais diferentes, podem trocar elétrons durante o contato e a separação.

Em um sistema eletricamente isolado, a carga elétrica total se conserva: a quantidade de carga recebida por um corpo corresponde à perdida pelo outro. Assim, os dois corpos adquirem cargas de mesmo módulo e sinais opostos.

A ligação da aeronave à haste condutora escoa cargas acumuladas e reduz o risco de descargas eletrostáticas durante o abastecimento.

Cuidado, armadilha! Aterramento não significa criar carga: ele permite a redistribuição e o escoamento das cargas existentes.

Alternativa correta: A

Q38

Óptica — Optica geometrica — Reversibilidade dos raios de luz

Um motorista de táxi conversa com um passageiro que está sentado no banco de trás, observando a imagem de seus olhos fornecida pelo espelho plano retrovisor interno. Se o motorista consegue ver no espelho a imagem dos olhos do passageiro, este também consegue ver, no mesmo espelho, a imagem dos olhos do motorista. Esse fato pode ser explicado utilizando-se:

A)O Princípio da Propagação Retilínea dos Raios de Luz.

B)O Princípio da Independência dos Raios de Luz.

C)O Princípio da Reversibilidade dos Raios de Luz.

D)A Interferência dos Raios de Luz.

E)A Difração dos Raios de Luz.

Gabarito publicado pela Marinha — prova amarela

Resolução

O caminho de um raio de luz em um sistema óptico reversível pode ser percorrido no sentido contrário. Trata-se do princípio da reversibilidade dos raios luminosos.

Se a luz dos olhos do passageiro reflete no espelho e alcança o motorista, a trajetória inversa também é possível: luz dos olhos do motorista pode refletir no mesmo ponto e chegar ao passageiro.

Isso explica a observação recíproca no espelho retrovisor, independentemente do sentido inicialmente considerado.

Cuidado, armadilha! Não confunda reversibilidade com independência dos raios: uma trata da inversão da trajetória, a outra do cruzamento sem alteração.

Alternativa correta: C

Q39

Óptica — Refracao — Posição aparente de objeto

O Grupamento de Mergulhadores de Combate (GruMeC), subordinado ao Comando da Força de Submarinos da Marinha do Brasil (MB), é uma das mais importantes e respeitadas tropas de operações especiais do mundo, especializada em infiltração, reconhecimento, sabotagem, resgate e destruição de alvos estratégicos. Um Mec, assim como é chamado um membro do GruMeC, equipado com um fuzil de alta precisão e com um equipamento de mergulho de circuito fechado (que não solta bolhas de ar) recebe a missão de se infiltrar e eliminar o inimigo que guarnece um posto de controle. imagem caminho do objeto (Alvo) O Mec mira o seu fuzil a fim de acertar a cabeça do inimigo conforme mostrado na figura. Considere para tal desprezível o efeito da gravidade, que o fuzil tenha funcionado adequadamente mesmo debaixo d'água, que o tiro disparado poderia ter alcançado o inimigo que se encontrava bastante próximo e que o projétil, ao passar da água para o ar, não sofreu desvio algum em termos de direção. Qual das opções abaixo está relacionada com o fenômeno óptico mostrado na figura que ilustra esse enunciado e que deveria ter sido levado em conta pelo Mec a fim de acertar o alvo?

A)Refração da Luz.

B)Absorção da Luz.

C)Reflexão da Luz

D)Reflexão Total da Luz.

E)Dispersão da Luz.

Gabarito publicado pela Marinha — prova amarela

Resolução

A imagem vista pelo mergulhador não coincide necessariamente com a posição geométrica do alvo porque a luz sofre refração ao atravessar a superfície da água.

O observador prolonga aproximadamente em linha reta os raios que recebe. Esse prolongamento fornece a posição aparente, deslocada em relação à posição verdadeira.

Apontar um projétil seguindo apenas a linha de visão ignoraria o desvio da luz; a alternativa pertinente é a refração.

Cuidado, armadilha! O projétil não segue o mesmo percurso óptico do raio luminoso refratado.

Alternativa correta: A

Q40

Ondulatória — Ondas — Comprimento de onda e frequência

Observe a figura abaixo. A figura representa ondas propagando-se numa corda tensa 4 s após o início das oscilações da fonte F que as produz. O comprimento de onda ($\lambda$) e a frequência ($f$) da onda produzida pela fonte F valem, respectivamente:

A)3cme 0,80 Hz

B)4cme 0,25 Hz

C)4cme 0,50 Hz

D)8cme 0,25 Hz

E)8cme 0,50 Hz

Gabarito publicado pela Marinha — prova amarela

Resolução

O desenho permite identificar os pontos sucessivos de mesma fase e, portanto, um comprimento de onda $\lambda=4\ \text{cm}$.

A perturbação representada ocupa o trecho percorrido pela onda nos $4\ \text{s}$ de funcionamento da fonte. A quantidade de ciclos desenhada determina a frequência $f=0{,}50\ \text{Hz}$.

Com esses dados, $v=\lambda f=4\cdot0{,}50=2\ \text{cm/s}$, coerente com a extensão avançada no intervalo informado.

Cuidado, armadilha! Uma crista e o vale vizinho estão separados por meia onda, não por um comprimento de onda completo.

Alternativa correta: C

Q41

Óptica — Lentes — Imagem conjugada por lente convergente

Observe a figura a seguir. O cartão é visto por um observador através de uma lupa (lente esférica biconvexa) de vidro que se encontra no ar. O cartão é colocado a aproximadamente 20 cm da lupa cuja distância focal é da ordem de 10 cm. Sendo assim, marque a opção que apresenta a figura que o observador vê através da lente.

Alternativa A, figura extraída da prova EAM 2018

Alternativa B, figura extraída da prova EAM 2018

Alternativa C, figura extraída da prova EAM 2018

Alternativa D, figura extraída da prova EAM 2018

Alternativa E, figura extraída da prova EAM 2018

Gabarito publicado pela Marinha — prova amarela

Resolução

Para uma lupa convergente, $f=10\ \text{cm}$. Com o objeto a $p=20\ \text{cm}=2f$, a equação de Gauss fornece $1/p\prime=1/f-1/p=1/10-1/20=1/20$.

A imagem se forma a $20\ \text{cm}$ do outro lado da lente, é real, invertida e de mesmo tamanho do objeto, pois $A=-p\prime/p=-1$.

Entre os desenhos fornecidos, a alternativa C representa a orientação e a proporção da imagem para essa posição do objeto.

Cuidado, armadilha! A lente convergente só fornece imagem virtual, direita e ampliada quando o objeto está entre a lente e o foco.

Alternativa correta: C

Q43

Eletricidade — Eletrodinamica — Geradores e associação de resistores

Um marinheiro formado na Escola de Aprendizes de Marinheiros do Espírito Santo (EAMES), especialista em eletrônica e embarcado no Navio Escola Brasil, recebe a missão de consertar um circuito elétrico composto por dois geradores elétricos ideais, três resistores elétricos ôhmicos, uma chave (Ch) abre/fecha e fios que ligam os elementos do circuito conforme figura a seguir. Io) remo amperimetro pa A 20 2 wo 20V 20V Ch |, | Considerando o circuito na situação em que aparece na figura acima, marque a opção que fornece o valor correto para a resistência equivalente (Reg) de todo o circuito elétrico e também para a indicação do amperímetro ideal no ramo 2 da parte do circuito que está em paralelo. Desconsidere para os cálculos qualquer resistência elétrica nos fios condutores que ligam os elementos do circuito.

A)600e40V

B)200e40V

C)200e0,5A

D)200624

E)400614

Gabarito publicado pela Marinha — prova amarela

Resolução

O desenho apresenta dois geradores ideais de $20\ \text{V}$ associados em série, com tensões que se somam, totalizando $40\ \text{V}$. A chave está fechada e o amperímetro ideal tem resistência elétrica nula.

Entre os mesmos dois nós aparecem três ramos: dois resistores de $20\ \Omega$ e o amperímetro ideal no ramo central. Como esse ramo possui resistência nula, ele curto-circuita os dois resistores paralelos. A associação em paralelo equivale a $0\ \Omega$.

Resta o resistor externo de $20\ \Omega$, que fica em série com esse trecho. Portanto, $R_{eq}=20\ \Omega$ e a corrente total é $I=40/20=2\ \text{A}$.

Toda essa corrente percorre o amperímetro, pois não há diferença de potencial entre os nós dos resistores curto-circuitados. Logo, a leitura indicada é $2\ \text{A}$, juntamente com resistência equivalente de $20\ \Omega$: alternativa D.

Cuidado, armadilha! Não trate o amperímetro como resistor: no modelo ideal sua resistência interna é nula.

Alternativa correta: D

Q44

Termologia — Gases — Compressibilidade e elasticidade do ar

Analise as propriedades do ar atmosférico relacionadas a seguir: I- Capacidade do ar de diminuir seu volume. Il- Capacidade do ar de retornar ao seu estado natural após uma compressão. Ill- Força por unidade de área que o ar exerce sobre tudo. IV- Capacidade de aumentar seu volume ocupando todo um espaço. Marque a opção que apresenta, respectivamente, o nome de cada uma dessas propriedades.

A)1 elasticidade; pressão;

B)Ponderabilidade; expansibilidade.

C)Elasticidade; expansibilidade; pressão; flutuabilidade. elasticidade; massa;

D)Impenetrabilidade; expansibilidade; pressão; elasticidade.

E)Divisibilidade; compressibilidade; resistência; volatilidade.

Gabarito publicado pela Marinha — prova amarela

Resolução

Compressibilidade é a propriedade de um gás de reduzir seu volume sob ação externa. Elasticidade, nesse contexto, caracteriza a tendência de retornar às condições iniciais após cessada a deformação.

Pressão corresponde à força exercida por unidade de área. Expansibilidade é a capacidade do gás de ocupar um volume disponível.

A sequência de definições é compressibilidade, elasticidade, pressão e expansibilidade, como indica a alternativa A.

Cuidado, armadilha! Compressibilidade e expansibilidade são propriedades distintas: diminuir volume sob compressão não é o mesmo que ocupar todo o recipiente.

Alternativa correta: A

Q45

Mecânica — Cinematica — Tempo de percurso e velocidade media

O Programa de Desenvolvimento de Submarinos (PROSUB) da Marinha do Brasil prevê para os próximos anos a construção de quatro submarinos convencionais e um nuclear. O submarino convencional mantém velocidade média de 25 km/h, e o nuclear, de 50 km/h. Um navio inimigo aproxima-se de uma plataforma de petróleo a 100 km da base. O submarino nuclear está pronto para partir da base; o convencional encontra-se a 75 km da plataforma. Desprezando correntes e supondo deslocamentos retilíneos submersos, qual submarino chega antes e qual a diferença de tempo entre eles?

A)O nuclear, 1 h antes do que o convencional.

B)O nuclear, 2 h antes do que o convencional.

C)Os dois chegarão juntos.

D)O convencional, 2 h antes do que o nuclear.

E)O convencional, 1 h antes do que o nuclear.

Gabarito publicado pela Marinha — prova amarela

Resolução

O critério é exclusivamente o menor tempo de deslocamento; para movimento uniforme usamos $\Delta t=d/v$.

O submarino nuclear percorre $100\ \text{km}$ a $50\ \text{km/h}$, gastando $2\ \text{h}$. O convencional percorre $75\ \text{km}$ a $25\ \text{km/h}$, gastando $3\ \text{h}$.

O submarino nuclear chega $1\ \text{h}$ antes do convencional.

Cuidado, armadilha! Compare tempos, e não apenas velocidades: os dois submarinos partem de posições diferentes.

Alternativa correta: A

Q48

Mecânica — Trabalho e energia — Trabalho da força peso em rampa

Considere um fuzileiro naval em missão de desembarque de equipamentos, em uma praia do Haiti, utilizando para tal um moderno Carro Lagarta Anfíbio (CLAnf) proveniente do Batalhão de Viaturas Anfíbias, conforme a figura a seguir. água As massas do CLAnf vazio, do equipamento que transporta e do fuzileiro naval que o conduz, são, respectivamente, 20.000 kg, 1.020 kg e 80 kg. A inclinação (rampa) da praia é de 30 graus por uma extensão de 10 m. Marque a opção que fornece o módulo do trabalho da força peso do sistema (CLAnf + equipamento + fuzileiro) ao subir totalmente a rampa. Considere para tal 9g=10 m/s?, sen30º = 0,50 e cos30º = 0,87.

A)105.500 J

B)211.000 J

C)535.000 J

D)850.000 J

E)1.055.000 J

Gabarito publicado pela Marinha — prova amarela

Resolução

A massa total do conjunto é $m=20000+1020+80=21100\ \text{kg}$. A rampa possui extensão de $10\ \text{m}$ e inclinação de $30^\circ$.

O ganho de altura é $h=10\sin30^\circ=10\cdot0{,}5=5\ \text{m}$. O módulo do trabalho do peso é $|W_P|=mgh=21100\cdot10\cdot5=1055000\ \text{J}$.

O trabalho do peso na subida é negativo; a questão pede seu módulo, por isso a resposta numérica é positiva.

Cuidado, armadilha! Use o desnível vertical, não os dez metros ao longo da rampa diretamente.

Alternativa correta: E

Q49

Termologia — Termometria — Escalas Celsius, Kelvin e Fahrenheit

Três termômetros de mercúrio são colocados num mesmo líquido e, atingido o equilíbrio térmico, o graduado na escala Celsius registra 45 “C. Os termômetros graduados nas escalas Kelvin e Fahrenheit, respectivamente, devem registrar que valores?

A)218Ke 113°F

B)318Ke 113°F

C)318K e 223 °F

D)588 Ke 313°F

E)628Ke 423°F

Gabarito publicado pela Marinha — prova amarela

Resolução

Na conversão escolar entre Celsius e Kelvin, $T_K=T_C+273$, então $T_K=45+273=318\ \text{K}$.

Para Fahrenheit, $T_F=\frac95 T_C+32=\frac95\cdot45+32=81+32=113\ ^\circ\text{F}$.

As leituras corretas são $318\ \text{K}$ e $113\ ^\circ\text{F}$.

Cuidado, armadilha! Kelvin não usa símbolo de grau. O deslocamento 273 aplica-se à temperatura absoluta, não à diferença entre temperaturas.

Alternativa correta: B

Q50

Mecânica — Hidrostatica — Pressão em grande profundidade

Na figura acima, o helicóptero SH-16 (Seahawk) emprega sonar de imersão capaz de detectar submarinos até 500 m de profundidade. Um submarino inimigo tenta ocultar-se na mesma vertical do helicóptero. Calcule a profundidade máxima permitida antes que a pressão externa provoque colapso e informe se ainda poderia ser detectado. Dados: $p_{atm}=10^5\ \mathrm{Pa}$; $g=10\ \mathrm{m/s^2}$; $ ho_{agua}=10^3\ \mathrm{kg/m^3}$; pressão máxima suportada $2{,}6\cdot10^6\ \mathrm{Pa}$.

A)150 m e terá chance de detectá-lo.

B)250 m e terá chance de detectá-lo.

C)350 m e terá chance de detectá-lo.

D)450 m e terá chance de detectá-lo.

E)550 m e não terá chance de detectá-lo.

Gabarito publicado pela Marinha — prova amarela

Resolução

A pressão externa máxima suportada pelo submarino é $p_{\max}=2{,}6\cdot10^6\ \text{Pa}$, enquanto a pressão atmosférica na superfície vale $10^5\ \text{Pa}$.

Pela hidrostática, $p=p_0+\rho gh$. Assim, $h=(2{,}6\cdot10^6-10^5)/(10^3\cdot10)=250\ \text{m}$.

Como o sonar do helicóptero alcança submarinos até aproximadamente $500\ \text{m}$, há possibilidade de detecção nessa profundidade de $250\ \text{m}$.

Cuidado, armadilha! Não omita a pressão atmosférica quando o limite é de pressão total suportada.

Alternativa correta: B