← Voltar às edições do EFOMM

EFOMM 2014 — Questões de Física comentadas — Método TEF

Esc. de Formação de Oficiais da Marinha Mercante

EFOMM 2014 · 20 questões de Física — resolução comentada Método TEF.

Q21
Ondulatória — Atraso do trovão — Atraso do trovão

Considere a velocidade da luz no ar 3 × $10^{8}$ m/s e a velocidade do som no ar 340 m/s. Um observador vê um relâmpago e, 3 segundos depois, ele escuta o trovão correspondente. A distância que o observador está do ponto em que caiu o raio é de aproximadamente

A)0,3 km.
B)0,6 km.
C)1 km.
D)3 km.
E)5 km.

Gabarito calculado e conferido com o enunciado

C
Resolução

O tempo de propagação da luz é desprezível em comparação com o do som. Assim, $d\approx340\cdot3=1020\ \mathrm{m}\approx1\ \mathrm{km}$.

Alternativa correta: C

Q22
Eletricidade — Limite de potência — Limite de potência

Um jovem deseja montar uma instalação elétrica para uma festa, como na figura dada. Serão ligados em paralelo um aparelho de som de 880 W e n lâmpadas de 150 W cada. A instalação é alimentada pela rede de 220 V/60 Hz e um disjuntor de 15 A. Quantas lâmpadas podem ser conectadas em paralelo ao aparelho de som, sem que o disjuntor desarme?

EFOMM 2014, questão 22: figura do caderno original
A)54.
B)22.
C)16.
D)12.
E)5.

Gabarito calculado e conferido com o enunciado

C
Resolução

O disjuntor admite potência máxima $UI=220\cdot15=3300\ \mathrm{W}$. Após o som, restam $3300-880=2420\ \mathrm{W}$. Como $2420/150=16{,}13$, cabem no máximo 16 lâmpadas.

Alternativa correta: C

Q23
Termologia — Primeira lei da termodinâmica — Primeira lei da termodinâmica

Um gás ideal realiza o ciclo mostrado na figura. O sistema é levado do estado inicial (i) para o estado final (f) ao longo da trajetória indicada. Considere Ei = 5cal e que para o percurso iaf Q = 13 cal e W=3 cal. Sabendo que, no percurso de f até i, o trabalho realizado é igual a 7 cal, o calor transferido para essa trajetória é igual a

EFOMM 2014, questão 23: figura do caderno original
A)-3 cal.
B)10 cal.
C)17 cal.
D)-17 cal.
E)-10 cal.

Gabarito calculado e conferido com o enunciado

D
Resolução

No trajeto i→f, $\Delta U=Q-W=13-3=10\ \mathrm{cal}$. Na volta, $\Delta U=-10\ \mathrm{cal}$ e o trabalho do gás é negativo por ser compressão: $W=-7\ \mathrm{cal}$. Portanto, $Q=\Delta U+W=-17\ \mathrm{cal}$.

Alternativa correta: D

Q24
Eletricidade — Consumo de energia — Consumo de energia

Um aparelho de ar condicionado possui uma potência de 2200W. O aparelho é ligado todas as noites por 8 horas. O custo de 1 kWh é R$0,50. Qual é o valor aproximado do custo do consumo de energia desse aparelho em 30 dias?

A)R$ 55,00.
B)R$ 75,00.
C)R$ 121,00.
D)R$ 156,00.
E)R$ 264,00.

Gabarito calculado e conferido com o enunciado

E
Resolução

A energia mensal é $E=2{,}2\cdot8\cdot30=528\ \mathrm{kWh}$. O custo é $528\cdot0{,}50=264$ reais.

Alternativa correta: E

Q25
Óptica — Imagens em dois espelhos — Imagens em dois espelhos

Dois espelhos planos formam um ângulo de 36o, como na figura. Um objeto pontual está na bissetriz formada entre os espelhos. Quantas imagens são formadas?

EFOMM 2014, questão 25: figura do caderno original
A)2.
B)9.
C)10.
D)12.
E)18.

Gabarito calculado e conferido com o enunciado

B
Resolução

Para o objeto na bissetriz, $N=360^\circ/36^\circ-1=9$ imagens.

Alternativa correta: B

Q26
Termologia — Condensação e resfriamento — Condensação e resfriamento

Uma certa quantidade de gelo, no seu ponto de fusão, é misturado com 30 g de vapor d’água no intuito de produzir água líquida a 50ºC. Considerando L=539 cal/g e c=1,00 cal/g.K , a energia necessária, para que isso aconteça, é igual a

A)14680 cal.
B)15430 cal.
C)16460 cal.
D)17670 cal.
E)18000 cal.

Gabarito calculado e conferido com o enunciado

D
Resolução

O vapor libera calor ao condensar e ao esfriar de $100$ para $50^\circ\mathrm{C}$: $Q=30\cdot539+30\cdot1\cdot50=17670\ \mathrm{cal}$. Essa é a energia transferida ao gelo.

Alternativa correta: D

Q27
Óptica — Reflexão total — Reflexão total

Um mergulhador utiliza uma lanterna, apontando o feixe luminoso de dentro d’agua para a superfície. Outro mergulhador observa o feixe luminoso refletido como na figura. Considere o índice de refração da água 1,33 e do ar 1,00. É dada a tabela: sen 41º sen 45º sen 49º sen 53º sen 57º 0,656 0,707 0,755 0,799 0,839 Pode-se afirmar, então, que o valor aproximado do ângulo limite θ, definido entre o feixe e a superfície, para reflexão total do feixe, é dado por

EFOMM 2014, questão 27: figura do caderno original
A)41º.
B)45º.
C)49º.
D)53º.
E)57º

Gabarito calculado e conferido com o enunciado

A
Resolução

O ângulo limite medido em relação à normal obedece $\sin i_L=1/1{,}33\approx0{,}752$, dando $i_L\approx49^\circ$. O ângulo pedido é medido em relação à superfície: $\theta=90^\circ-49^\circ=41^\circ$.

Alternativa correta: A

Q28
Mecânica — Manômetro de líquidos — Manômetro de líquidos

Um recipiente com óleo e água está conectado a um tubo em forma de U, como mostrado na figura. São dados: ρágua = 1000 kg/m³ ; ρóleo = 750 kg/m³ ; ρHg = $10^5\ \mathrm{kg/m^3}$ e g = 10 m/s². A pressão manométrica no ponto P, indicado na figura, é igual a

EFOMM 2014, questão 28: figura do caderno original
A)250 .10³ Pa.
B)255. 10³ Pa.
C)260.10³ Pa.
D)270.10³ Pa.
E)275.10³ Pa. θ

Gabarito calculado e conferido com o enunciado

B
Resolução

Na interface do mercúrio à esquerda, a pressão manométrica é $\rho_{Hg}g\cdot0{,}3=300000\ \mathrm{Pa}$, usando a densidade impressa $10^5\ \mathrm{kg/m^3}$. Subindo até P, descontam-se $1000\cdot10\cdot3$ e $750\cdot10\cdot2$. Logo, $p_P=255000\ \mathrm{Pa}$. A densidade do mercúrio fornecida no caderno é atípica; foi preservada no cálculo.

Alternativa correta: B

Q29
Ondulatória — Comprimento de onda — Comprimento de onda

Uma torneira pinga gotas na superfície de um lago de forma periódica, uma gota a cada 2 s. Cada gota forma uma perturbação na superfície que demora 4 segundos para percorrer 12 m. Qual é a distância entre duas cristas de perturbações consecutivas?

EFOMM 2014, questão 29: figura do caderno original
A)2 m.
B)3 m.
C)4 m.
D)6 m.
E)2 m.

Gabarito calculado e conferido com o enunciado

D
Resolução

A velocidade da onda é $12/4=3\ \mathrm{m/s}$. Como o período é $2\ \mathrm{s}$, $\lambda=vT=6\ \mathrm{m}$.

Alternativa correta: D

Q30
Mecânica — Atrito estático — Atrito estático

Na figura dada, a polia e o fio são ideais, e a aceleração da gravidade vale g=10 m/s². O bloco B possui massa mB=20 kg, e o coeficiente de atrito estático entre o bloco A e a superfície de apoio é de µe = 0,4. Considerando que o sistema é abandonado em repouso, qual é o menor valor da massa do bloco A que consegue equilibrar o bloco B?

EFOMM 2014, questão 30: figura do caderno original
A)20 kg.
B)30 kg.
C)50 kg.
D)75 kg.
E)100 kg.

Gabarito calculado e conferido com o enunciado

C
Resolução

Em equilíbrio, a tração é $m_Bg$. No limite do atrito estático, $m_Bg=\mu_em_Ag$. Portanto, $m_A=20/0{,}4=50\ \mathrm{kg}$.

Alternativa correta: C

Q31
Eletricidade — Equilíbrio de forças — Equilíbrio de forças

Uma partícula é lançada horizontalmente com velocidade inicial 100 m/s numa região que possui um campo gravitacional uniforme g de 10 m/s² vertical e apontando para baixo. Nessa mesma região, há um campo elétrico uniforme vertical que aponta para cima. A massa da partícula é 9,1 × $10^{-31}$ kg e sua carga é 1,6 × $10^{-19}$ C. A partícula segue em movimento uniforme. Qual é o valor do campo elétrico?

EFOMM 2014, questão 31: figura do caderno original
A)5,7 × $10^{-11}$ V/m.
B)6,3 × $10^{-11}$ V/m.
C)5,7 × $10^{-10}$ V/m.
D)9,1 × $10^{-10}$ V/m.
E)1,8 × $10^{10}$ V/m.

Gabarito calculado e conferido com o enunciado

A
Resolução

Para não haver aceleração vertical, $qE=mg$. Assim, $E=9{,}1\cdot10^{-31}\cdot10/(1{,}6\cdot10^{-19})\approx5{,}7\cdot10^{-11}\ \mathrm{V/m}$.

Alternativa correta: A

Q32
Mecânica — Aceleração no MHS — Aceleração no MHS

Um sistema massa-mola, com constante de mola igual a 40 N/m, realiza um movimento harmônico simples. A energia cinética, no ponto médio entre a posição de aceleração máxima e velocidade máxima, é igual a 0,1J. Sabendo que a velocidade máxima é igual a 2 m/s, a aceleração máxima é igual a Dado: Considere $\sqrt6\approx5/2$.

A)30 m/s².
B)40 m/s².
C)50 m/s².
D)60 m/s².
E)70 m/s². g y x E v partícula

Gabarito calculado e conferido com o enunciado

D
Resolução

No ponto médio, $x=A/2$. Logo, $E_c=(3/8)kA^2=0{,}1$, dando $A=\sqrt{1/150}\ \mathrm{m}$. Como $v_{max}=\omega A=2$, $a_{max}=\omega^2A=4/A=20\sqrt6\approx50\ \mathrm{m/s^2}$, usando a aproximação solicitada.

Alternativa correta: D

Q33
Mecânica — Energia da mola e atrito — Energia da mola e atrito

Um bloco de massa igual a 500 g está em repouso diante de uma mola ideal com constante elástica de 1,1 × $10^{4}$ N/m e será lançado pela mola para atingir o anteparo C com velocidade de 10 m/s. O percurso, desde a mola até o anteparo C, é quase todo liso, e apenas o trecho de 5 m que vai de A até B possui atrito, com coeficiente igual a 0,8. Então, a compressão da mola deverá ser

EFOMM 2014, questão 33: figura do caderno original
A)2 cm.
B)5 cm.
C)8 cm.
D)10 cm.
E)2 m.

Gabarito calculado e conferido com o enunciado

D
Resolução

A figura indica também uma elevação de $2\ \mathrm{m}$. A mola precisa fornecer a energia cinética final $25\ \mathrm{J}$, a energia potencial $mgh=10\ \mathrm{J}$ e os $20\ \mathrm{J}$ dissipados pelo atrito. Assim, $kx^2/2=55$ e $x=\sqrt{110/11000}=0{,}10\ \mathrm{m}=10\ \mathrm{cm}$.

Alternativa correta: D

Q34
Mecânica — Corrida com aceleração — Corrida com aceleração

No circuito da figura dada, a distância entre as linhas A e B, é de 512 m. O carro número 1, que estava parado na linha A, como indicado na figura, parte com aceleração de 4 m/s², que mantém constante até cruzar a linha B. No mesmo instante em que o carro número 1 parte (podemos considerar t=0s), o carro número 2 passa em MRU (Movimento Retilíneo Uniforme) com velocidade de 120 km/h, que mantém até cruzar a linha B. A velocidade, aproximada, do carro número 1 ao cruzar a linha B e o carro que a cruza primeiro são, respectivamente,

EFOMM 2014, questão 34: figura do caderno original
A)230 km/h e carro número 2.
B)230 km/h e carro número 1.
C)120 km/h e carro número 1.
D)120 km/h e carro número 2.
E)180 km/h e carro número 1.

Gabarito calculado e conferido com o enunciado

A
Resolução

Para o carro 1, $v=\sqrt{2\cdot4\cdot512}=64\ \mathrm{m/s}=230{,}4\ \mathrm{km/h}$ e $t=64/4=16\ \mathrm{s}$. Para o carro 2, que passa pela linha A nesse instante, $t=512/(120/3{,}6)=15{,}36\ \mathrm{s}$. Portanto, o carro 2 cruza B primeiro.

Alternativa correta: A

Q35
Mecânica — Referenciais e velocidade relativa — Referenciais e velocidade relativa

Um observador X está parado em uma estação quando vê um trem passar em MRU (Movimento Retilíneo Uniforme) a 20 km/h, da esquerda para a direita, conforme a figura dada. Nesse momento o passageiro Y joga uma bola para cima do ponto A ao ponto B, pegando-a de volta. Simultaneamente, um passageiro Z se desloca no trem, da esquerda para a direita, com velocidade de 5 km/h. Podemos afirmar que a trajetória da bola vista pelo observador X, a trajetória da bola vista pelo passageiro Y, a velocidade do passageiro Z em relação ao observador X e a velocidade do passageiro Z, em relação ao passageiro Y, são, respectivamente,

EFOMM 2014, questão 35: figura do caderno original
A)EFOMM 2014, questão 35: figura do caderno original
B)EFOMM 2014, questão 35: figura do caderno original
C)EFOMM 2014, questão 35: figura do caderno original
D)EFOMM 2014, questão 35: figura do caderno original
E)EFOMM 2014, questão 35: figura do caderno original

Gabarito calculado e conferido com o enunciado

D
Resolução

X vê uma parábola, pois a bola mantém a velocidade horizontal do trem. Y vê um segmento vertical. As velocidades são $v_{Z/X}=20+5=25\ \mathrm{km/h}$ e $v_{Z/Y}=5\ \mathrm{km/h}$.

Alternativa correta: D

Q36
Mecânica — Energia de satélites — Energia de satélites

Dois satélites A e B descrevem uma órbita circular em torno da Terra. As massas e os raios são, respectivamente, mA = m e mB = 3m, RA = R e RB = 3R. Considere as afirmativas seguintes: (I) A velocidade do satélite B é menor do que a velocidade do satélite A por possuir maior massa. (II) A energia cinética do satélite A é menor do que a do satélite B. (III) Considere a razão T²/r³, onde T é o período e r é um raio de uma órbita qualquer. O resultado da razão para o satélite A será diferente do resultado para o satélite B. (IV) A energia potencial entre o satélite A e a Terra é igual a menos o dobro da sua energia cinética. O mesmo vale para o satélite B. Com relação a essas afirmativas, conclui-se que

A)apenas a IV é verdadeira.
B)apenas a III é falsa.
C)I e IV são falsas.
D)I e III são verdadeiras.
E)apenas a II é verdadeira.

Gabarito calculado e conferido com o enunciado

A
Resolução

A velocidade orbital $\sqrt{GM/r}$ independe da massa do satélite, tornando falsa a justificativa de I. A energia cinética é $GMm/(2r)$ e é igual nos dois casos, tornando II falsa. A razão $T^2/r^3$ é a mesma para ambos, tornando III falsa. Em órbitas circulares, $U=-2E_c$, de modo que somente IV é verdadeira.

Alternativa correta: A

Q37
Mecânica — Velocidade orbital — Velocidade orbital

Um satélite encontra-se em órbita circular a 4800km de altura e em determinado momento realiza uma mudança de órbita, também circular, para uma altura de 1800 km. Considerar o raio da Terra como R=6400 km, a massa da terra como M=6 × $10^{24}$ kg e a constante gravitacional como G=6,7 x 10-11N.m²/kg². Marque a opção que indica, em valor aproximado, respectivamente, a velocidade da órbita inicial, a variação de velocidade, ao estabelecer a nova órbita, e o número de voltas em torno da Terra na nova órbita, por dia.

A)25200 k/h, 21600 k/h e 24.
B)21600 k/h, 25200 k/h e 12.
C)21600 k/h, 3600 k/h e 2.
D)21600 k/h, 25200 k/h e 2.
E)21600 k/h, 3600 k/h e 12.

Gabarito calculado e conferido com o enunciado

E
Resolução

Os raios orbitais são $11200$ e $8200\ \mathrm{km}$. Usando $v=\sqrt{GM/r}$, obtêm-se aproximadamente $21600$ e $25200\ \mathrm{km/h}$, diferença $3600\ \mathrm{km/h}$. O período final é $2\pi r/v\approx2{,}0\ \mathrm{h}$, correspondendo a cerca de 12 voltas por dia.

Alternativa correta: E

Q38
Termologia — Transformações termodinâmicas — Transformações termodinâmicas

Um gás monoatômico ideal sofre uma expansão, realizando um trabalho de 200J. O gás foi submetido aos seguintes processos: isobárico e adiabático. A energia interna e o calor fornecido ao gás para cada processo valem, respectivamente,

A)300 J e 500 J; -200 J e 0.
B)200 J e 400 J; 300 e 100 J.
C)100 J e 300 J; 0 e 300 J.
D)500 J e – 200 J; - 300 J e 0.
E)300 J e -200 J; 0 e 200 J.

Gabarito calculado e conferido com o enunciado

A
Resolução

No processo isobárico de gás monoatômico, $\Delta U=(3/2)nR\Delta T=(3/2)W=300\ \mathrm{J}$ e $Q=\Delta U+W=500\ \mathrm{J}$. No adiabático, $Q=0$ e $\Delta U=-W=-200\ \mathrm{J}$. Os valores pedidos são variações da energia interna.

Alternativa correta: A

Q39
Mecânica — Equilíbrio de barra submersa — Equilíbrio de barra submersa

Uma barra com peso de 20N, cuja massa não é uniformemente distribuída, está em equilíbrio dentro de um recipiente com água, como mostrado na figura dada. O apoio apenas oferece reação na vertical. O volume da barra é igual a 500 cm³. Considerando g = 10 m/s², a massa específica da água igual a 10³ kg/m³ e que o centro de gravidade da barra está a 30 cm da extremidade apoiada, o comprimento da barra é igual a

EFOMM 2014, questão 39: figura do caderno original
A)2,0 m.
B)2,1 m.
C)2,2 m.
D)2,3 m.
E)2,4 m.

Gabarito calculado e conferido com o enunciado

E
Resolução

O empuxo vale $E=1000\cdot10\cdot500\cdot10^{-6}=5\ \mathrm{N}$. Para uma barra de seção constante completamente submersa, o centro de empuxo está em $L/2$. O equilíbrio de momentos dá $5L/2=20\cdot0{,}30$, logo $L=2{,}4\ \mathrm{m}$.

Alternativa correta: E

Q40
Mecânica — Força centrípeta — Força centrípeta

Na figura acima, uma partícula de massa m=0,02kg em movimento retilíneo uniforme entra com velocidade horizontal com módulo igual a 80 m/s, conforme a figura dada, em uma região do espaço onde uma força passa a atuar sobre ela, sendo esta sempre perpendicular ao vetor velocidade, enquanto estiver dentro desta região. A região mencionada está no primeiro quadrante e corresponde ao quadrado com limite inferior esquerdo nas coordenadas (0,0) e limite superior direito nas coordenadas (100,100). O vetor força tem módulo constante, igual ao módulo da velocidade multiplicado por 8 (oito), e no ponto de entrada da partícula é vertical para cima. Considerando que a partícula entra na região mencionada nas coordenadas (0,20), podemos dizer que as coordenadas onde a partícula abandona essa região são:

EFOMM 2014, questão 40: figura do caderno original
A)(100,20).
B)(0,100).
C)(100,100).
D)(100,60).
E)(0,60).

Gabarito calculado e conferido com o enunciado

E
Resolução

A força perpendicular mantém constante o módulo da velocidade. Como $F=8v=640\ \mathrm{N}$, $r=mv^2/F=0{,}02\cdot80^2/640=0{,}20\ \mathrm{m}=20\ \mathrm{cm}$. Os eixos da figura estão em centímetros. A partícula descreve uma semicircunferência e volta a $x=0$, saindo em $y=20+2\cdot20=60\ \mathrm{cm}$. Portanto, a coordenada de saída é (0,60).

Alternativa correta: E

↑ Voltar ao topo