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EAM 2022 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Escolas de Aprendizes-Marinheiros

Edição 2022 · Prova amarela · 10 questões de Física — resolução comentada Método TEF.

Q31
Termologia — Calorimetria — Equilíbrio térmico

Um parafuso de alumínio de massa 10g a uma temperatura de 60°C, que se desprendeu de um motor de uma embarcação, é imerso em um recipiente contendo 48g de água a uma temperatura de 10°C. Considerando somente as trocas de calor entre a água e o alumínio, determine a temperatura do equilíbrio térmico do sistema formado pela água e pelo metal e assinale a opção correta. Dados: calor específico do alumínio = 0,2cal/g°C; e calor específico da água = 1,0cal/g'C.

A)12º€
B)13º€
C)14º€
D)15°C
E)16°C

Gabarito final da Marinha — prova amarela

A
Resolução

O parafuso quente perde energia para a água fria. Sem troca de calor com o exterior, os módulos dos calores sensíveis são iguais.

Com $m_{Al}=10\ \text{g}$, $c_{Al}=0{,}2$, $T_{Al}=60\ ^\circ\text{C}$, $m_a=48\ \text{g}$ e $T_a=10\ ^\circ\text{C}$, montamos $10\cdot0{,}2(60-T)=48\cdot1(T-10)$.

Da equação, $120-2T=48T-480$, logo $600=50T$ e $T=12\ ^\circ\text{C}$. A resposta está entre as temperaturas iniciais, como deve ocorrer.

Cuidado, armadilha! Use o sinal ou os módulos dos calores de modo consistente: calor perdido pelo metal é recebido pela água.

Alternativa correta: A

Q32
Ondulatória — Acustica — Natureza mecânica do som

Os submarinos são plataformas de combate, utilizados pelas Marinhas de Guerra de alguns países, que operam de baixo d'água. A detecção de alvos pelo submarino conta com a emissão de ondas sonoras no meio líquido pelo equipamento chamado “SONAR?. A detecção de um alvo é obtida quando a reflexão de uma onda sonora é recebida pelo SONAR. Com relação à natureza das ondas emitidas pelo SONAR, é correto afirmar que são ondas:

A)magnéticas.
B)elétricas.
C)mecânicas.
D)eletromagnéticas.
E)luminosas.

Gabarito final da Marinha — prova amarela

C
Resolução

O sonar emite uma perturbação de pressão que se propaga através da água, um meio material.

Ondas sonoras são mecânicas e não se propagam no vácuo. Por isso não devem ser classificadas como eletromagnéticas, elétricas ou luminosas.

A alternativa C identifica corretamente a natureza da onda do sonar.

Cuidado, armadilha! A instrumentação do sonar pode usar circuitos elétricos, mas a onda transmitida na água é sonora e mecânica.

Alternativa correta: C

Q33
Óptica — Lentes — Imagem por lente convergente

O local de guarnecimento do serviço de vigia nos navios, serviço em geral concorrido por militares nas graduações de marinheiro e cabo, dá-se em um dos pontos mais altos do navio para obtenção de uma visão privilegiada. O serviço consta em informar ao oficial que está no controle do navio, todas as embarcações e aeronaves avistadas, bem como qualquer anormalidade que porventura perceba. Para auxiliar na condução do serviço, o militar no posto de vigia conta com o auxílio de um binóculo. Os binóculos, em geral, são compostos por um arranjo de lentes convergentes e um conjunto de prismas. Com relação à lente convergente, estando um objeto bem distante da lente, ou seja, objeto situado além do ponto que dista o dobro da distância focal, é correto afirmar que a imagem fornecida pela lente é:

A)direita, real e maior que o objeto.
B)direta, virtual e menor que o objeto.
C)direita, real e menor que o objeto.
D)invertida, virtual e maior que o objeto.
E)invertida, real e menor que o objeto. Prova: AMARELA PORTUGUÊS, MATEMÁTICA, CIÊNCIAS E INGLÊS

Gabarito final da Marinha — prova amarela

E
Resolução

Se o objeto está além do dobro da distância focal de uma lente convergente, isto é, $p>2f$, a imagem aparece do outro lado da lente.

Pelas propriedades geométricas da lente ou pela equação de Gauss, ela é real, invertida e menor que o objeto; fica entre $f$ e $2f$.

Essa descrição corresponde à alternativa E.

Cuidado, armadilha! Uma lente convergente nem sempre forma imagem ampliada: além de $2f$, a imagem é reduzida.

Alternativa correta: E

Q34
Mecânica — Cinematica — Velocidade média e parada

Um militar lotado na Delegacia da Capitania dos Portos de Angra dos Reis - RJ precisa levar um documento, em meio físico, ao 1º Distrito Naval no centro da cidade do Rio de Janeiro - RJ. Partindo da Delegacia às 8h, após percorrer 120km, o referido militar faz uma parada de 15 minutos, em uma loja de conveniência de um posto de gasolina, para fazer um lanche. De volta à estrada, percorre mais 40km chegando ao 1º Distrito Naval, no início do horário do almoço, às 12h. Determine a velocidade escalar média do motorista durante o percurso da Delegacia da Capitania dos Portos de Angra dos Reis ao 1º Distrito Naval e assinale a opção correta.

A)40kmih
B)45kmih
C)50kmih
D)55km/h
E)60km/h

Gabarito final da Marinha — prova amarela

A
Resolução

A distância total percorrida é $120+40=160\ \text{km}$. A viagem começou às 8h e terminou às 12h, portanto o intervalo total foi de $4\ \text{h}$.

A velocidade escalar média é $v_m=160/4=40\ \text{km/h}$.

O tempo da parada de 15 minutos já está incluído nas quatro horas totais; não pode ser subtraído para calcular a velocidade média de toda a viagem.

Cuidado, armadilha! Velocidade média da viagem contabiliza as paradas. Velocidade média apenas nos trechos em movimento seria outra grandeza.

Alternativa correta: A

Q35
Ondulatória — Ondas eletromagneticas — Comprimento de onda de rádio

A unidade de medida de frequência no Sistema Internacional (Sl) é denominada Hertz (Hz), em homenagem ao cientista Heinrich Hertz, que foi o primeiro a produzir ondas eletromagnéticas. Um equipamento de transmissão de uma estação Rádio da Marinha emite ondas eletromagnéticas na frequência de 1MHz. Assinale a opção que apresenta o comprimento de onda produzido pelo referido equipamento. Considere a velocidade de propagação da onda = 3,00 x 10“m/s.

A)3x10m
B)3x 102m
C)3x 10?m
D)3x 10!m
E)3x 10%m

Gabarito final da Marinha — prova amarela

B
Resolução

A emissão tem frequência $f=1\ \text{MHz}=10^6\ \text{Hz}$. Ondas eletromagnéticas propagam-se com rapidez aproximada de $3\cdot10^8\ \text{m/s}$ no vácuo.

Pela relação $v=\lambda f$, obtemos $\lambda=v/f=3\cdot10^8/10^6=3\cdot10^2\ \text{m}=300\ \text{m}$.

O comprimento de onda é de centenas de metros, compatível com ondas de rádio de megahertz.

Cuidado, armadilha! Mega significa $10^6$; cuidado ao dividir potências de dez.

Alternativa correta: B

Q36
Eletricidade — Eletrodinamica — Associação de resistores em série

Para iluminação de natal do prédio principal do Colégio Naval, antiga sede da Escola de Grumets “Almirante Batista das Neves”, o Encarregado do Departamento de Serviços Gerais resolveu fechar um circuito elétrico ligando uma associação em série de 44 lâmpadas de 50 cada a uma fonte de 220V. Determine a intensidade da corrente elétrica que percorre o circuito e assinale a opção correta.

A)0,2A
B)0,44
C)0,64
D)0,84
E)1,0A

Gabarito final da Marinha — prova amarela

E
Resolução

As 44 lâmpadas estão em série e cada uma apresenta resistência de $5\ \Omega$, conforme o enunciado. A resistência total é a soma das resistências.

Logo, $R_{eq}=44\cdot5=220\ \Omega$. Pela lei de Ohm, $I=U/R_{eq}=220/220=1{,}0\ \text{A}$.

Em uma associação em série, a mesma corrente percorre todas as lâmpadas.

Cuidado, armadilha! Não multiplique a tensão pela quantidade de lâmpadas; some as resistências em série.

Alternativa correta: E

Q37
Mecânica — Potencia mecanica — Trabalho útil por unidade de tempo

Um motor é instalado em um dos andares (convés) de um navio da Marinha, com o objetivo de elevar peças e maquinários situados em conveses inferiores, por meio de um duto vertical e retilineo que liga os conveses. Determine a potência (útil) que o motor terá que entregar para erguer em 20m, a velocidade constante, uma peça de 80kg de uma bomba de esgoto em 10s e assinale a opção correta. Dado: g = 10m/s?,

A)320W
B)1600 W
C)3200 W
D)16000 W
E)32000 W

Gabarito final da Marinha — prova amarela

B
Resolução

A força que sustenta a peça em movimento de velocidade constante iguala o peso, $F=mg=80\cdot10=800\ \text{N}$.

O trabalho útil para erguer a peça $20\ \text{m}$ é $W=mgh=80\cdot10\cdot20=16000\ \text{J}$.

Realizando essa operação em $10\ \text{s}$, o motor deve fornecer $P=W/\Delta t=16000/10=1600\ \text{W}$.

Cuidado, armadilha! A potência solicitada é útil, não a potência elétrica de entrada; não inclua rendimento desconhecido.

Alternativa correta: B

Q38
Termologia — Calor — Condução térmica em metais

Para reparar um balaústre amassado (pedaço cilíndrico maciço de alumínio disposto no piso dos navios) de uma embarcação pertencente à Base Naval do Rio de Janeiro, um sargento especializado em metalurgia (MT) esquentou, usando um;maçarico, uma das extremidades do balaústre. Um marinheiro encostou a mão na outra extremidade, enquanto 'ô sargento esquentava a barra. Em um movimento”; de ato: reflexo, devido à temperatura do material, o marinheiro retirou quase que instantaneamente a mão da: barra. Assinale a opção que apresenta o processo de propagação de calor que fez com que o marinheiro retirasse a mão, por ato reflexo, do balaústre em reparo.

A)Convecção térmica.
B)Infiltração térmica.
C)Irradiação térmica.
D)Condução térmica.
E)Difusão térmica. Prova: AMARELA PORTUGUÊS, MATEMÁTICA, CIÊNCIAS E INGLÊS

Gabarito final da Marinha — prova amarela

D
Resolução

O balaústre é uma barra de alumínio. Uma extremidade é aquecida e a energia térmica se transfere ao longo do material até a outra extremidade.

Esse mecanismo é a condução: a energia se propaga pelo corpo sem deslocamento macroscópico de matéria de uma extremidade para outra.

Convecção, por sua vez, envolve movimentos de massas de fluido, o que não corresponde ao transporte dominante no interior da barra metálica.

Cuidado, armadilha! Condução não exige que as partículas atravessem toda a barra: ocorre transferência microscópica de energia.

Alternativa correta: D

Q39
Termologia — Calorimetria — Calor latente de fusão

Em um dia de verão bastante quente, visando beber uma água gelada durante o serviço, o sargento "SAFO” enche um recipiente com 2kg de gelo filtrado a 0°C. Determine a quantidade de calor necessário apenas para fundir todo o gelo que o sargento inseriu no recipiente. Considere que o evento ocorre à pressão atmosférica e assinale a opção correta. Dado: calor latente de fusão do gelo = 80ºcal/g.

A)40 kcal
B)80 kcal
C)120 kcal
D)160 kcal
E)200 kcal

Gabarito final da Marinha — prova amarela

D
Resolução

O gelo já está a $0\ ^\circ\text{C}$, portanto não é preciso aquecê-lo até a temperatura de fusão. A questão exige somente o calor latente para fundir toda a massa.

Convertendo $2\ \text{kg}$ em $2000\ \text{g}$ e usando $L_f=80\ \text{cal/g}$, temos $Q=mL_f=2000\cdot80=160000\ \text{cal}$.

Em quilocalorias, $Q=160\ \text{kcal}$. Durante a fusão à pressão dada, a temperatura permanece $0\ ^\circ\text{C}$.

Cuidado, armadilha! A energia de fusão não é dada por $mc\Delta T$: use o calor latente quando há mudança de fase.

Alternativa correta: D

Q40
Mecânica — Cinematica — Nó e milha náutica

O velocímetro do painel de controle de uma lancha da Capitania dos Portos do Rio de Janeiro exibe a velocidade instantânea em uma unidade de velocidade, usual em navegação marítima, chamada “nó”. Para efeito de cálculo, considera-se que um nó é equivalente a percorrer uma distância de uma milha náutica em uma hora, e que uma milha náutica equivale a 1852 metros. A referida lancha da Capitania, visando abordar uma embarcação dentro da Bafa de Guanabara, percorre de forma retilinea, a velocidade constante, uma distância de 3704 metros em 15 minutos. De acordo com os dados apresentados, determine a velocidade, em nós, da lancha da Capitania e assinale a opção correta.

A)6
B)8
C)10
D)12
E)14

Gabarito final da Marinha — prova amarela

B
Resolução

A lancha percorre $3704\ \text{m}$, equivalentes a $3704/1852=2$ milhas náuticas.

O tempo de percurso é $15\ \text{min}=0{,}25\ \text{h}$. Como um nó corresponde a uma milha náutica por hora, $v=2/0{,}25=8$ nós.

O resultado já está na unidade pedida; não é necessário converter para quilômetros por hora.

Cuidado, armadilha! Milha náutica é distância e nó é velocidade: uma milha náutica percorrida por hora.

Alternativa correta: B

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