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EFOMM 2002 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Esc. de Formação de Oficiais da Marinha Mercante

EFOMM 2002 · 25 questões de Física — resolução comentada Método TEF.

Q1
Eletricidade — Energia de lâmpada — Energia de lâmpada

A energia solicitada por uma lâmpada ligada à rede de 11volts para ficar acesa durante 45 minutos é de 110.000 joules. Se essa lâmpada fosse energizada em 300 volts, o valor da corrente que nela circularia seria de:

A)238,3mA
B)135,8mA
C)325,7mA
D)275,2mA
E)27,5mA

Gabarito calculado e conferido com o enunciado

SEM ALTERNATIVA VÁLIDA
Resolução

A potência inicial é $P=110000/(45\cdot60)\approx40{,}74\ \mathrm{W}$. A tensão impressa é 11 volts, portanto $R=11^2/P\approx2{,}97\ \Omega$. Sob 300 V, $I\approx101\ \mathrm{A}$, ausente das alternativas. Mesmo se fosse 110 V, o resultado seria aproximadamente 1,01 A, também ausente. O dado do PDF foi preservado.

Situação da questão: SEM ALTERNATIVA VÁLIDA

Q2
Eletricidade — Campo de solenoide — Campo de solenoide

Um solenoide de bobina longa com 20 cm de comprimento tem 200 espiras. A permeabilidade magnética do meio é $4\pi\cdot10^{-7}\ \mathrm{T\,m/A}$. Se uma corrente de 20 A percorre o solenoide, o campo magnético desenvolvido é:

A)$15\pi\cdot10^{-8}\ \mathrm{T}$
B)$10\pi\cdot10^{-6}\ \mathrm{T}$
C)$4\pi\cdot10^{-5}\ \mathrm{T}$
D)$8\pi\cdot10^{-3}\ \mathrm{T}$
E)$6\pi\cdot10^{-2}\ \mathrm{T}$

Gabarito calculado e conferido com o enunciado

D
Resolução

Para solenoide longo, $B=\mu NI/L=4\pi\cdot10^{-7}\cdot200\cdot20/0{,}20=8\pi\cdot10^{-3}\ \mathrm{T}$.

Alternativa correta: D

Q3
Mecânica — Lançamento vertical — Lançamento vertical

Um corpo é lançado verticalmente para cima a partir da superfície da Terra e atinge a altura de 80 metros. A gravidade na superfície da Terra é de 10m/s2 e são desprezados os efeitos de altitude e da resistência do ar. A velocidade de lançamento é:

A)80m/s
B)60m/s
C)40m/s
D)30m/s
E)25m/s

Gabarito calculado e conferido com o enunciado

C
Resolução

No ponto mais alto, $v=0$. Pela relação $v_0^2=2gh$, $v_0=\sqrt{2\cdot10\cdot80}=40\ \mathrm{m/s}$.

Alternativa correta: C

Q4
Ondulatória — Efeito Doppler — Efeito Doppler

Um automóvel movendo-se a 20m/s passa próximo a um observador parado junto ao meio fio. A buzina desse carro está emitindo uma nota de freqüência de 2,0kHz. O ar está parado e a velocidade do som é de 340m/s. A freqüência que o observador ouve quando o carro está se aproximando dele e a freqüência que o observador ouve quando o carro está se afastando dele são respectivamente:

A)2,125kHz e 1,589kHz
B)1,125kHz e 1,889kHz
C)1,889kHz e 1,125kHz
D)2,125kHz e 1,567kHz
E)1,125kHz e 1,567kHz

Gabarito calculado e conferido com o enunciado

SEM ALTERNATIVA VÁLIDA
Resolução

Na aproximação, $f_a=2\cdot340/(340-20)=2{,}125\ \mathrm{kHz}$. No afastamento, $f_r=2\cdot340/(340+20)\approx1{,}889\ \mathrm{kHz}$. Nenhum par de alternativas contém esses dois valores na ordem pedida.

Situação da questão: SEM ALTERNATIVA VÁLIDA

Q5
Mecânica — Gravidade de planeta — Gravidade de planeta

A massa de um planeta é 16 vezes maior que a massa da Terra, e o raio é 8 vezes maior que o raio da Terra. Se o valor da gravidade na superfície da Terra é de 9,8m/s2, o valor da gravidade na superfície do planeta em questão é:

A)2,45m/s2
B)8,07m/s2
C)4,01m/s2
D)2,08m/s2
E)3,02m/s2

Gabarito calculado e conferido com o enunciado

A
Resolução

A gravidade é proporcional a $M/R^2$, portanto $g_p/g_T=16/8^2=1/4$. Assim, $g_p=9{,}8/4=2{,}45\ \mathrm{m/s^2}$.

Alternativa correta: A

Q6
Termologia — Variação de temperatura — Variação de temperatura

Na caldeira da praça de máquinas de um navio, encontra-se instalado um termômetro graduado na escala Celsius. O oficial de máquinas observou que, no intervalo de tempo de 5 minutos, houve uma variação de 100 ºC na leitura da temperatura da caldeira. Se nessa mesma caldeira, em vez de um termômetro graduado na escala Celsius, estivesse instalado um termômetro na escala Kelvin, a variação de temperatura ocorrida seria de:

A)410K
B)373K
C)273K
D)120K
E)100K

Gabarito calculado e conferido com o enunciado

E
Resolução

As escalas Celsius e Kelvin têm intervalos do mesmo tamanho. A variação de $100^\circ\mathrm{C}$ corresponde a $100\ \mathrm{K}$, sem somar 273.

Alternativa correta: E

Q7
Eletricidade — Potência em circuito — Potência em circuito

No circuito elétrico esquematizado abaixo, a potência dissipada no resistor de 4 Ω é de 64W, se a chave Ch estiver fechada. Se a chave Ch for aberta, a potência dissipada no resistor de 4 Ω será:

EFOMM 2002, questão 7: figura do caderno original
A)98 W
B)36 W
C)72 W
D)54 W
E)58 W

Gabarito calculado e conferido com o enunciado

B
Resolução

Com a chave fechada, o paralelo é $5\parallel5=2{,}5\ \Omega$, em série com 4 e 1 Ω. Como $64=4I^2$, $I=4\ \mathrm{A}$ e a fonte vale 30 V. Aberta a chave, a resistência total é 10 Ω e $I=3\ \mathrm{A}$, dando $P_4=4\cdot3^2=36\ \mathrm{W}$.

Alternativa correta: B

Q8
Termologia — Dilatação de fios — Dilatação de fios

A figura mostra uma barra mantida horizontal por dois fios metálicos de comprimentos iniciais $L_1$ e $L_2$ e coeficientes de dilatação $\alpha_1$ e $\alpha_2$. A relação $L_2/L_1$ para que a barra continue horizontal e a esfera permaneça em equilíbrio, considerando somente variações de temperatura, é:

EFOMM 2002, questão 8: figura do caderno original
A)$\alpha_1/(3\alpha_2)$
B)$4\alpha_1/(5\alpha_2)$
C)$\alpha_1\alpha_2/(5\alpha_2)$
D)$\alpha_1/\alpha_2$
E)$3\alpha_1\alpha_2/4$

Gabarito calculado e conferido com o enunciado

D
Resolução

Para manter a barra horizontal, as dilatações devem ser iguais: $\alpha_1L_1\Delta T=\alpha_2L_2\Delta T$. Portanto, $L_2/L_1=\alpha_1/\alpha_2$.

Alternativa correta: D

Q9
Termologia — Dilatação e inclinação — Dilatação e inclinação

A figura mostra um bloco apoiado inicialmente sobre uma plataforma horizontal que está apoiada sobre duas barras, uma de cobre e outra de ferro, cujos coeficientes de dilatação linear são, respectivamente, 16 . $10^{-6}$ ºC–1 e 13 . $10^{-6}$ ºC–1. O coeficiente de atrito estático do bloco com a superfície é de 0,003. A variação de temperatura necessária, para que o bloco inicie o deslizamento sobre a plataforma, é:

EFOMM 2002, questão 9: figura do caderno original
A)100º C
B)180º C
C)150º C
D)120º C
E)130°C

Gabarito calculado e conferido com o enunciado

A
Resolução

O início do deslizamento exige $\tan\theta=\mu=0{,}003$. A diferença de altura é $3(16-13)10^{-6}\Delta T$ e a distância entre apoios é 0,30 m. Logo, $\tan\theta=3\cdot10^{-5}\Delta T$, dando $\Delta T=100^\circ\mathrm{C}$.

Alternativa correta: A

Q10
Mecânica — Trabalho e potência — Trabalho e potência

Um automóvel tem massa de 1500kg e pode acelerar do repouso até uma velocidade de 108km/h, em 10 segundos. O trabalho e a potência desenvolvida pelo carro nesta aceleração são, respectivamente:

A)8,8 x 105J e 88kW
B)6,9 x 105J e 69kW
C)6,75 x 105J e 67,5kW
D)5,5 x 105J e 55,6kW
E)4,59 x 105J e 45,9kW

Gabarito calculado e conferido com o enunciado

C
Resolução

A velocidade final é $30\ \mathrm{m/s}$. O trabalho é $\Delta E_c=1500\cdot30^2/2=6{,}75\cdot10^5\ \mathrm{J}$. A potência média é $W/10=67{,}5\ \mathrm{kW}$.

Alternativa correta: C

Q11
Mecânica — Densidade relativa — Densidade relativa

Num dos tanques de um navio, estão armazenados 1.200,3m3 de um óleo combustível de 700,2kg de massa. O valor aproximado da densidade relativa desse combustível é:

A)0,88 × $10^{-1}$
B)1,62 × $10^{-2}$
C)1,7 × $10^{-1}$
D)5,04 × $10^{-2}$
E)5,83 × $10^{-1}$

Gabarito calculado e conferido com o enunciado

SEM ALTERNATIVA VÁLIDA
Resolução

Com os dados impressos, $\rho=700{,}2/1200{,}3\approx0{,}583\ \mathrm{kg/m^3}$. A densidade relativa à água é $\rho/1000\approx5{,}83\cdot10^{-4}$, ausente das alternativas. A opção E corresponde à densidade em kg/m³, não à densidade relativa.

Situação da questão: SEM ALTERNATIVA VÁLIDA

Q12
Termologia — Dilatação de barras — Dilatação de barras

Existem duas barras de metal A e B. O comprimento da barra A é 0,8 do comprimento da barra B para uma mesma temperatura inicial. O coeficiente de dilatação voluntária da barra A. O coeficiente de dilatação linear da barra B é . C º 10 x 3 1 1 4 − − Para que as duas barras atinjam o mesmo comprimento, o aumento de temperatura Δt de ambas as barras deverá ser:

A)500º C
B)2500º C
C)2000º C
D)1500º C
E)1000º C

Gabarito calculado e conferido com o enunciado

ENUNCIADO INCOMPLETO
Resolução

O texto informa $L_A=0{,}8L_B$ e $\alpha_B=(1/3)10^{-4}\ ^\circ\mathrm{C}^{-1}$, mas omite o valor do coeficiente de A. A igualdade $0{,}8(1+\alpha_A\Delta T)=1+\alpha_B\Delta T$ não permite determinar numericamente $\Delta T$ sem esse dado.

Situação da questão: ENUNCIADO INCOMPLETO

Q13
Mecânica — Variação vetorial — Variação vetorial

Uma bola de borracha que se desloca da direita para a esquerda sobre uma superfície plana e horizontal, com velocidade vetorial , vρ colide frontalmente contra uma parede. Desprezando-se todo e qualquer atrito e considerando-se a colisão perfeitamente elástica e as velocidades da bola imediatamente após a colisão, pode-se concluir que o vetor variação de velocidade da bola é:

A)horizontal, para a esquerda, de módulo vρ
B)horizontal , para a esquerda, módulo v 2 1 ρ
C)nulo
D)horizontal, para a direita, de módulo 2 vρ
E)horizontal, para a direita, de módulo vρ

Gabarito calculado e conferido com o enunciado

D
Resolução

A bola chega com velocidade para a esquerda e sai com mesmo módulo para a direita. Portanto, $\Delta\vec v=\vec v_f-\vec v_i$ aponta para a direita e tem módulo $2v$.

Alternativa correta: D

Q14
Óptica — Lente convergente — Lente convergente

A figura abaixo mostra uma lente convergente de distância focal 30cm. Um objetivo é colocado a uma determinada distância da lente e forma uma imagem real cujo aumento linear é 3. A distancia da imagem à lente é: d F = 30cm OBJETO Lente convergente

EFOMM 2002, questão 14: figura do caderno original
A)90cm
B)115cm
C)60cm
D)80cm
E)120cm

Gabarito calculado e conferido com o enunciado

E
Resolução

A imagem real tem ampliação em módulo 3, logo $p\prime=3p$. Pela equação da lente, $1/30=1/p+1/(3p)$, dando $p=40\ \mathrm{cm}$ e $p\prime=120\ \mathrm{cm}$.

Alternativa correta: E

Q15
Mecânica — Tração de cabos — Tração de cabos

Um navio está amarrado ao cais pelo ponto A por meio de dois cabos: AB de 30m de comprimento e AC de 40m de comprimento. Os motores do navio estão desligados e a força R = 600kN mostrada na figura abaixo é a resultante do sistema de forças que atuam sobre o navio, no plano horizontal, pela ação do mar e do vento. O ângulo formado pelos cabos AB e AC, no ponto A, é de 90º, e a força "R" está no mesmo plano de AB e AC. As forças de tração no cabo maior AC e no cabo menor AB que reagem à ação da força "R" são respectivamente: 40 m 30 m A 90º C B NAVIO R = 600 KN

EFOMM 2002, questão 15: figura do caderno original
A)320kN e 280Kn
B)280kN e 320kN
C)480kN e 360kN
D)360kN e 480kN
E)380kN e 260kN

Gabarito calculado e conferido com o enunciado

D
Resolução

Os cabos e o cais formam triângulo retângulo 30–40–50. A tração do cabo maior tem componente horizontal proporcional a 40/50 e vertical a 30/50; para o menor, ocorre o inverso. Resolvendo o equilíbrio, $T_{AC}=360\ \mathrm{kN}$ e $T_{AB}=480\ \mathrm{kN}$.

Alternativa correta: D

Q16
Mecânica — Flutuação de cubo — Flutuação de cubo

Um corpo tem forma cúbica de aresta 5 cm e flutua em água de massa específica 1000kg/m³. A massa específica do corpo é de 0,8kg/ .λ A altura submersa desse corpo é de:

A)4cm
B)3,5cm
C)3cm
D)2,5cm
E)2cm

Gabarito calculado e conferido com o enunciado

A
Resolução

A densidade do corpo é $0{,}8\ \mathrm{kg/L}=800\ \mathrm{kg/m^3}$. A fração submersa é $800/1000=0{,}8$; como a seção é constante, a altura submersa é $0{,}8\cdot5=4\ \mathrm{cm}$.

Alternativa correta: A

Q17
Termologia — Aquecimento elétrico — Aquecimento elétrico

A figura abaixo representa um aquecedor de água que eleva a temperatura da água de 15ºC para 24º C em 30 minutos, quando uma corrente elétrica de 8 ampères passa através da resistência R. O aquecedor contém 80kg de água de calor específico . C º . g cal 1 R ÁGUA AQUECEDOR i = 8 A i = 8 A Considerando-se que toda energia elétrica dissipada na resistência é utilizada no aquecimento da água, o valor da resistência e a de sua potência dissipada são, respectivamente, iguais a: Dado: 1 cal = 4J

EFOMM 2002, questão 17: figura do caderno original
A)60 Ω e 5 kW
B)50 Ω e 4 kW
C)25 Ω e 1,6 kW
D)45 Ω e 3 kW
E)30 Ω e 2 kW

Gabarito calculado e conferido com o enunciado

C
Resolução

O calor é $Q=80000\cdot1\cdot9=720000\ \mathrm{cal}=2880000\ \mathrm{J}$. Em 1800 s, $P=1600\ \mathrm{W}=1{,}6\ \mathrm{kW}$. Como $P=RI^2$, $R=1600/64=25\ \Omega$.

Alternativa correta: C

Q18
Eletricidade — Movimento entre placas — Movimento entre placas

Uma partícula P de massa 5 gramas e carga −300 μC é lançada de um ponto entre as placas com velocidade v=300 m/s paralela às placas. O campo elétrico é $10^6\ \mathrm{V/m}$, uniformemente distribuído. Desprezando a gravidade, a distância linear entre A e o ponto onde a partícula encontra a placa positiva é:

EFOMM 2002, questão 18: figura do caderno original
A)40cm
B)70cm
C)60cm
D)20cm
E)30cm

Gabarito calculado e conferido com o enunciado

E
Resolução

A aceleração transversal é $a=|q|E/m=300\cdot10^{-6}\cdot10^6/0{,}005=60000\ \mathrm{m/s^2}$. Para percorrer 0,03 m até a placa, $t=\sqrt{2\cdot0{,}03/60000}=0{,}001\ \mathrm{s}$. O deslocamento horizontal é $x=300t=0{,}30\ \mathrm{m}=30\ \mathrm{cm}$.

Alternativa correta: E

Q19
Eletricidade — Lei de Ohm — Lei de Ohm

Aplica-se uma diferença de potencial de 220V a um resistor de resistência 50 . Ω A potência e a intensidade de corrente elétrica são, respectivamente, iguais a:

A)968w e 44A
B)968w e 4,4A
C)968w e 0,44A
D)96,8w e 44A
E)96,8 e 4,4A

Gabarito calculado e conferido com o enunciado

B
Resolução

Pela lei de Ohm, $I=220/50=4{,}4\ \mathrm{A}$. A potência é $UI=220\cdot4{,}4=968\ \mathrm{W}$.

Alternativa correta: B

Q20
Eletricidade — Lei de Coulomb — Lei de Coulomb

A distância entre duas cargas elétricas puntiformes positivas Q1 e Q2 é d, e a força elétrica de atuação de uma sobre a outra é F. Substituindo-se a carga Q2 por outra de valor igual a 3Q2 e aumentando-se a distância entre as cargas para 2d, o valor da nova força elétrica atuante entre elas será:

A)0,75F
B)2,25F
C)1,33F
D)1,50F
E)0,65F

Gabarito calculado e conferido com o enunciado

A
Resolução

Pela lei de Coulomb, $F\prime/F=3/2^2=3/4=0{,}75$.

Alternativa correta: A

Q21
Eletricidade — Resistores associados — Resistores associados

Na associação de resistores mostrada abaixo, cada resistor tem uma resistência elétrica de . 60Ω A diferença de potencial aplicada entre os extremos A e B é de 240V. A resistência equivalente entre os extremos A e B e a intensidade de corrente elétrica em cada resistor são, respectivamente, iguais a: A B

EFOMM 2002, questão 21: figura do caderno original
A)80 Ω e 3 A
B)80 Ω e 1 A
C)60 Ω e 4 A
D)40 Ω e 6 A
E)40 Ω e 2 A

Gabarito calculado e conferido com o enunciado

B
Resolução

Cada losango tem três ramos em paralelo, cada ramo com dois resistores de 60 Ω em série. Assim, cada losango equivale a $120/3=40\ \Omega$. Os dois losangos estão em série: $R_{eq}=80\ \Omega$. A corrente total é $240/80=3\ \mathrm{A}$ e divide-se igualmente nos três ramos: cada resistor é percorrido por $1\ \mathrm{A}$.

Alternativa correta: B

Q22
Ondulatória — Onda estacionária — Onda estacionária

Uma corda de massa 240g e de comprimento 1,2m vibra com freqüência de 150Hz, conforme indicado na figura abaixo. A velocidade de propagação da onda na corda e a intensidade da força tensora na mesma são, respectivamente: 1,2 m

EFOMM 2002, questão 22: figura do caderno original
A)60m/s e 2.280N
B)120m/s e 3.680N
C)60m/s e 3.680N
D)120m/s e 2.880N
E)200m/s e 2.880N

Gabarito calculado e conferido com o enunciado

D
Resolução

O segmento contém três meios comprimentos de onda, portanto $\lambda=2L/3=0{,}80\ \mathrm{m}$. A velocidade é $f\lambda=150\cdot0{,}80=120\ \mathrm{m/s}$. A densidade linear é $0{,}24/1{,}2=0{,}20\ \mathrm{kg/m}$ e $T=\mu v^2=2880\ \mathrm{N}$.

Alternativa correta: D

Q23
Termologia — Gás monoatômico — Gás monoatômico

Um recipiente de capacidade considerada invariável contém 8 gramas de gás hélio, cuja massa molar é de 4 gramas. A temperatura inicial do sistema é de 500K. Fornecendo-se ao sistema uma quantidade de calor igual a 400 calorias, qual será a temperatura final do hélio? Observação: considerar o hélio uma gás perfeito e monoatômico. Dado: R = 2 cal/mol . K

A)584,9K
B)566,7K
C)580,8K
D)600,9
E)600,4K

Gabarito calculado e conferido com o enunciado

B
Resolução

O número de mols é $n=8/4=2$. A volume constante, $Q=\Delta U=(3/2)nR\Delta T=6\Delta T$. Logo, $\Delta T=400/6\approx66{,}7\ \mathrm{K}$ e $T_f=566{,}7\ \mathrm{K}$.

Alternativa correta: B

Q24
Eletricidade — Redistribuição de carga — Redistribuição de carga

Liga-se um capacitor de 5μFa uma bateria de 12V. Quando o capacitor se carrega completamente, este é desligado da bateria e conectado a outro capacitor de 7μF inicialmente descarregado, com a mesma polaridade entre as placas. A voltagem do sistema de capacitores, após atingido o equilíbrio elétrico, é:

A)5V
B)4V
C)3V
D)2V
E)1V

Gabarito calculado e conferido com o enunciado

A
Resolução

A carga total conserva-se: $Q=5\cdot12=60\ \mu\mathrm{C}$. Em paralelo, a capacitância total é $5+7=12\ \mu\mathrm{F}$, dando $U=60/12=5\ \mathrm{V}$.

Alternativa correta: A

Q25
Mecânica — Energia de mola — Energia de mola

No sistema conservativo esquematizado, um corpo com massa de 2Kg desliza a partir do repouso em A até atingir a mola de constante elástica 2 x 103N/m. Considerando-se g = 10m/s2, a máxima deformação sofrida pela mola será:

EFOMM 2002, questão 25: figura do caderno original
A)$5\sqrt3/3\ \mathrm{m}$
B)$4\sqrt6/7\ \mathrm{m}$
C)$3\sqrt4/4\ \mathrm{m}$
D)$2\sqrt3/3\ \mathrm{m}$
E)$\sqrt{10}/5\ \mathrm{m}$

Gabarito calculado e conferido com o enunciado

E
Resolução

Na compressão máxima, toda a energia gravitacional converte-se em energia elástica: $mgH=kx^2/2$. Então, $x=\sqrt{2\cdot2\cdot10\cdot20/2000}=\sqrt{0{,}4}=\sqrt{10}/5\ \mathrm{m}$.

Alternativa correta: E

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