Prova EAM 2024 — Física com Gabarito e Resolução

Q31

Eletricidade — Magnetismo — Campo de ímã e orientação de bússola

Observe a figura abaixo. A figura apresenta um experimento com ímã. Nesse experimento uma pequena bússola é colocada próximo ao ímã permanente, nas posições (A, B, C e D) indicadas na figura. Em quais dessas posições a extremidade norte da agulha da bússola apontará para cima, ou seja, para o topo?

A)Somente em B ou D.

B)Somente em A ou C.

C)Somente em A, C ou B.

D)Somente em A, C ou D.

E)Em A, B, C ou D.

Gabarito final da Marinha — prova amarela

Resolução

A extremidade norte da bússola orienta-se no sentido do campo magnético local. No exterior de um ímã, as linhas saem do polo norte e entram no polo sul.

Acima do polo N, na posição B, o campo aponta aproximadamente para cima, afastando-se do ímã. Abaixo do polo S, na posição D, o campo aponta para o ímã, igualmente para cima na representação.

Nas posições laterais A e C, o sentido predominante do campo é para baixo. Assim, a extremidade norte aponta para cima somente em B e D.

Cuidado, armadilha! Não confunda orientação da agulha com o nome do polo mais próximo; siga o sentido das linhas de campo.

Alternativa correta: A

Q32

Termologia — Termometria — Escala termométrica arbitrária

Observe o gráfico abaixo. 40 . eo Uma escala de temperatura arbitrária A pode ser relacionada com a escala Celsius de acordo com o gráfico apresentado acima. Assim, qual é o valor da temperatura de fusão do gelo e de ebulição da água na escala A, respectivamente, sob pressão normal?

A)1866 140

B)10e80

C)0680

D)66e 140

E)-62e 100

Gabarito final da Marinha — prova amarela

Resolução

O gráfico relaciona linearmente $A$ e Celsius. Ele apresenta os pontos $(10\ ^\circ\text{C},20\ ^\circ A)$ e $(40\ ^\circ\text{C},60\ ^\circ A)$.

A taxa de variação é $(60-20)/(40-10)=4/3$. Logo, $A-20=\frac43(C-10)$.

Para a fusão do gelo, $C=0$, resulta $A=20-40/3\approx6{,}6$. Para a ebulição a $C=100$, resulta $A=20+\frac43\cdot90=140$.

Cuidado, armadilha! A origem da nova escala não coincide necessariamente com zero Celsius; use dois pontos para obter a relação linear.

Alternativa correta: D

Q33

Ondulatória — Acustica — Altura sonora e frequência

A característica da onda sonora que permite distinguir sons graves de sons agudos é denominada de:

A)frequência.

B)volume.

C)timbre.

D)intensidade.

E)amplitude.

Gabarito final da Marinha — prova amarela

Resolução

A distinção entre sons graves e agudos é a altura sonora. Essa característica perceptiva está associada à frequência da vibração.

Frequências menores correspondem, em geral, a sons graves; frequências maiores, a sons agudos.

Intensidade e amplitude dizem respeito principalmente à sensação de volume sonoro, enquanto o timbre permite diferenciar fontes com mesma altura.

Cuidado, armadilha! Em acústica, altura não significa volume: alto/baixo são graves/agudos no sentido físico.

Alternativa correta: A

Q34

Óptica — Optica geometrica — Semelhança de triângulos em sombras

Um garoto nota que o prédio ao lado de sua casa projeta uma sombra de 17,5 m na calçada, enquanto sua própria sombra projetada mede 70 cm. Usando os conhecimentos de óptica geométrica, ele descobre que o prédio mede 40 m. Assim, qual é a altura do garoto, em metros?

A)1,50

B)1,58

C)1,60

D)1,66

E)1,70

Gabarito final da Marinha — prova amarela

Resolução

O prédio e o garoto, iluminados simultaneamente pelo Sol, formam triângulos de sombra semelhantes.

A altura do prédio é $40\ \text{m}$ para sombra de $17{,}5\ \text{m}$; a sombra do garoto mede $0{,}70\ \text{m}$. Usamos $h/0{,}70=40/17{,}5$.

Logo, $h=0{,}70\cdot40/17{,}5=1{,}60\ \text{m}$.

Cuidado, armadilha! Converta a sombra do garoto de 70 cm para $0{,}70\ \text{m}$ antes da proporção.

Alternativa correta: C

Q35

Óptica — Refracao — Lei de Snell e velocidade da luz

Analise a figura abaixo. Um raio de luz monocromático passa de um meio A para um meio B, formando, com a normal à superficie de separação, os ângulos apresentados na figura acima. O meio A é o ar, cujo índice de refração absoluto é 1,0, e a luz se propaga com velocidade de 3,0 - 108m/s. Assim, qual é o Índice de refração e a velocidade da luz no meio B? vã Dados: sen 30º = 5 esen60º = 7

A)$2\sqrt3$ e $3\cdot10^8\ \mathrm{m/s}$

B)$\sqrt3$ e $\sqrt3\cdot10^8\ \mathrm{m/s}$

C)$\sqrt3$ e $2\sqrt3\cdot10^7\ \mathrm{m/s}$

D)$\sqrt3$ e $\frac{\sqrt3}{2}\cdot10^7\ \mathrm{m/s}$

E)$2\sqrt3$ e $\frac{\sqrt3}{2}\cdot10^8\ \mathrm{m/s}$

Gabarito final da Marinha — prova amarela

Resolução

O raio passa do ar ($n_A=1$) para o meio B, fazendo ângulos com a normal de $60^\circ$ e $30^\circ$, respectivamente.

Pela lei de Snell, $n_A\sin60^\circ=n_B\sin30^\circ$. Assim, $n_B=(\sqrt3/2)/(1/2)=\sqrt3$.

O índice é $n=c/v$, portanto $v_B=c/\sqrt3=\sqrt3\cdot10^8\ \text{m/s}$. A resposta correta combina $\sqrt3$ e $\sqrt3\cdot10^8\ \text{m/s}$.

Cuidado, armadilha! Os ângulos são medidos em relação à normal, não à superfície de separação.

Alternativa correta: B

Q36

Eletricidade — Eletrodinamica — Circuito misto e amperímetro

Observe o circuito abaixo. O circuito elétrico apresentado acima foi construído utilizando uma bateria de 9 V, vários resistores e um amperímetro ideal. O valor da corrente elétrica indicada no amperímetro é:

A)1,0 A

B)1,5 A

C)2,0 A

D)2,5 A

E)3,0 A

Gabarito final da Marinha — prova amarela

Resolução

O circuito possui dois resistores de $1\ \Omega$ em série com duas resistências de $2\ \Omega$ ligadas em paralelo; o amperímetro ideal acompanha um dos dois ramos paralelos.

A associação paralela equivale a $R_p=(2\cdot2)/(2+2)=1\ \Omega$. Assim, $R_{eq}=1+1+1=3\ \Omega$ e a corrente fornecida pela bateria é $I=9/3=3\ \text{A}$.

Como os dois ramos paralelos são iguais, a corrente se divide igualmente: $I_A=3/2=1{,}5\ \text{A}$, que é a leitura do amperímetro.

Cuidado, armadilha! O amperímetro da figura mede apenas uma ramificação: a corrente total de $3\ \text{A}$ se divide em dois ramos iguais.

Alternativa correta: B

Q37

Eletricidade — Eletrodinamica — Potência, resistência e corrente

Um ferro de solda tem uma potência de 90 W quando ligado em 120 V. Nessas condições, os valores da resistência elétrica e da corrente elétrica são, respectivamente:

A)3 Ω e 0,75 A

B)3 Ω e 2,50 A

C)120 Ω e 1,50 A

D)160 Ω e 1,50 A

E)160 Ω e 0,75 A

Gabarito final da Marinha — prova amarela

Resolução

Para um ferro de solda com potência $P=90\ \text{W}$ sob tensão $U=120\ \text{V}$, a corrente é obtida de $P=UI$.

Logo, $I=P/U=90/120=0{,}75\ \text{A}$. Pela lei de Ohm, $R=U/I=120/0{,}75=160\ \Omega$.

O par procurado é $160\ \Omega$ e $0{,}75\ \text{A}$. Podemos conferir que $RI^2=160\cdot0{,}75^2=90\ \text{W}$.

Cuidado, armadilha! Para potência e tensão conhecidas, primeiro encontre a corrente e depois a resistência; não confunda watt com ohm.

Alternativa correta: E

Q38

Mecânica — Energia mecanica — Velocidade em descida sem atrito

Observe a figura abaixo. A figura apresenta um garoto de massa 30 kg que, partindo do repouso no ponto A (altura de 3 m), desce uma rampa sem sofrer a ação de atritos ou da resistência do ar. É correto afirmar que a velocidade do garoto ao passar pelo ponto B (1 m de altura) é de: Dados: g = 10 m/s².

A)√7 m/s

B)2√10 m/s

C)4√3 m/s

D)5√5 m/s

E)6√2 m/s

Gabarito final da Marinha — prova amarela

Resolução

Como não existe atrito, a energia mecânica entre A e B se conserva. O menino parte do repouso na altura de $3\ \text{m}$ e passa por B na altura de $1\ \text{m}$.

O desnível efetivo é $\Delta h=2\ \text{m}$. Da conservação, $mg\Delta h=\frac12mv^2$, então $v^2=2g\Delta h=2\cdot10\cdot2=40$.

Logo, $v=\sqrt{40}=2\sqrt{10}\ \text{m/s}$. A massa de $30\ \text{kg}$ cancela.

Cuidado, armadilha! Use a diferença de alturas entre A e B, não os $3\ \text{m}$ completos da rampa.

Alternativa correta: B

Q39

Termologia — Mudancas de fase — Transformações entre sólido, líquido e gás

Analise o esquema abaixo. O esquema representa as três fases de uma substância pura. As setas X, Y e Z correspondem, respectivamente, a quais mudanças de fase?

A)Vaporização, condensação e sublimação.

B)Sublimação, fusão e vaporização.

C)Fusão, condensação e solidificação.

D)Vaporização, fusão e sublimação.

E)Sublimação, solidificação e vaporização.

Gabarito final da Marinha — prova amarela

Resolução

O esquema representa as transições entre os três estados de agregação. Uma mudança direta entre sólido e gás denomina-se sublimação.

A mudança de sólido para líquido denomina-se fusão; de líquido para gás denomina-se vaporização.

Pelos sentidos X, Y e Z indicados no esquema, a sequência correspondente é sublimação, fusão e vaporização.

Cuidado, armadilha! Leia o sentido das setas: fusão e solidificação são processos inversos, assim como vaporização e condensação.

Alternativa correta: B

Q40

Mecânica — Cinematica — Tempo de reação e frenagem

Um motorista que dirige um automóvel a uma velocidade de 90 km/h vê um sinal vermelho e decide parar. O intervalo de tempo, entre o momento que o motorista viu o sinal vermelho e o efetivo acionamento dos freios, é de 0,7 s. Os freios do automóvel conferem uma desaceleração constante, 5 mis? Assim, a distância, em metros, percorrida pelo automóvel do momento em que o motorista viu o sinal até o carro parar será de:

A)10

B)20

C)40

D)80

E)100

Gabarito final da Marinha — prova amarela

Resolução

Primeiro convertemos a velocidade: $90\ \text{km/h}=25\ \text{m/s}$. Durante o tempo de reação de $0{,}7\ \text{s}$, o carro ainda mantém essa velocidade e avança $d_r=25\cdot0{,}7=17{,}5\ \text{m}$.

Na frenagem de módulo $5\ \text{m/s}^2$, usamos $v^2=v_0^2+2a\Delta s$, com velocidade final zero: $d_f=25^2/(2\cdot5)=62{,}5\ \text{m}$.

A distância total desde ver o sinal até parar é $d=17{,}5+62{,}5=80\ \text{m}$.

Cuidado, armadilha! A frenagem não começa no instante em que o motorista vê o sinal: some a distância de reação à distância de frenagem.

Alternativa correta: D