← Voltar para a lista de provas Marinha do Brasil — Escola Naval · Admissão à Escola Naval (CPAEN) — 2º Dia: Física e Português 40 questões nesta prova · página 1 de 2 · 38 com gabarito Gabarito disponível Cargas positivas e negativas se deslocam em sentidos opostos de potencial. A alternativa B é incorreta porque o sentido do movimento depende do sinal da carga. Cargas positivas abandonadas em repouso vão para pontos de menor potencial, e cargas negativas vão para pontos de maior potencial. Por isso não se pode afirmar que todas as cargas vão para maior potencial. A: correta, pois no equilíbrio eletrostático E = 0 no interior do condutor. C: correta, pois C = R/k, proporcional ao raio. D: correta, pois a força elétrica realiza trabalho positivo e a energia potencial diminui. E: correta, pois o condutor em equilíbrio é uma equipotencial. Referência: Eletrostática: condutores em equilíbrio, potencial e energia potencial elétrica. Resolução comentada do VaiConcursos. Gabarito disponível Gabarito disponível Gabarito disponível Equilíbrio de flutuação: empuxo igual ao peso total. Sem o surfista, o empuxo equilibra o peso da prancha: m = ρ·A·h = 1000·1·0,02 = 20 kg. Com o surfista, a massa total é 90 kg, então o volume submerso é V = 90/1000 = 0,09 m³. Como a área é 1 m², a altura submersa é 0,09 m = 9 cm. A, B, C e D (5, 6, 7 e 8 cm) correspondem a massas totais de 50, 60, 70 e 80 kg. Esses valores não batem com 20 kg da prancha mais 70 kg do surfista, que dão 90 kg. Só a E (9 cm) satisfaz o equilíbrio. Referência: Princípio de Arquimedes; empuxo E = ρ·V_sub·g. Resolução comentada do VaiConcursos. Gabarito disponível Gabarito disponível O refrigerador leva 810 s para congelar a água. Com e = Qf/W = 0,4 e Qh = Qf + W = 1400 J, obtemos Qf = 400 J por ciclo. A 5 ciclos/s, são 2000 J/s retirados. A água precisa perder 4×4200×25 = 420 kJ para resfriar e 4×300 kJ = 1200 kJ para congelar, total de 1620 kJ. O tempo é 1 620 000/2000 = 810 s. A) 750 s, C) 920 s, D) 1040 s e E) 1100 s vêm de esquecer uma das etapas (resfriamento ou fusão) ou de usar Qh ou W como calor retirado da fonte fria. Referência: Termodinâmica — refrigeradores e calorimetria. Resolução comentada do VaiConcursos. Gabarito disponível Gabarito disponível Gabarito disponível O trabalho em um processo termodinâmico depende do caminho, o que torna a A incorreta. O trabalho é a área sob a curva no diagrama P×V e depende do caminho entre os estados inicial e final. Por isso a afirmação A é a incorreta, como pede o enunciado. B) Correta: a energia interna de gás perfeito depende só da temperatura. C) Correta: na expansão isobárica Q = W + ΔU, com ΔU > 0, então Q > W. D) Correta: no ciclo ΔU = 0, logo Q = W. E) Correta: é o enunciado de Kelvin-Planck da 2ª lei. Referência: Termodinâmica — 1ª e 2ª leis. Resolução comentada do VaiConcursos. Gabarito disponível Gabarito disponível A razão entre as energias cinéticas é 4. Pela terceira lei de Kepler, T² ∝ r³, então r₂/r₁ = (2√2)^(2/3) = 2. Em órbita circular, v ∝ 1/√r, logo v₁/v₂ = √2. Então E_C1/E_C2 = (m₁/m₂)(v₁/v₂)² = 2 × 2 = 4. A) √2 considera só a razão das velocidades, sem as massas ou o quadrado. B), C) e D) resultam de erros no expoente da relação entre T e r. Só E) satisfaz o cálculo. Referência: Gravitação — leis de Kepler e órbitas circulares. Resolução comentada do VaiConcursos. Gabarito disponível Gabarito disponível A velocidade inicial é 10 m/s. O projétil sobe 1,0 m (de 1 m para 2 m) em x = 8 m. Pela equação da trajetória, Δy = x·tg37° − g·x²/(2v²cos²37°) = 6 − 500/v². Igualando a 1 m, temos v² = 100, logo v = 10 m/s. A) 2,0 m/s, B) 4,0 m/s, C) 6,0 m/s e D) 8,0 m/s são insuficientes: com velocidades menores o projétil não alcança 8 m na horizontal naquela altura. Referência: Cinemática — lançamento oblíquo. Resolução comentada do VaiConcursos. Gabarito disponível Gabarito disponível Gabarito disponível A tração necessária para a nova corda afinada em LÁ é de cerca de 26 N. Sendo L o comprimento total da corda, temos 392·L = 440·(L − 0,10), o que dá L ≈ 0,917 m. Para a nova corda em 440 Hz com esse comprimento, v = 2Lf ≈ 807 m/s. Então T = μv² = 4,0×10⁻⁵ × (807)² ≈ 26 N. A) 12 N, B) 19 N, C) 22 N e E) 32 N não resultam do cálculo. Elas aparecem se usar o comprimento errado (por exemplo, a corda encurtada) ou a frequência errada. Referência: Ondas estacionárias em cordas: f = (1/2L)·√(T/μ). Resolução comentada do VaiConcursos. Gabarito disponível Gabarito disponível Tubo fechado numa extremidade ressoa em 850 Hz dentro da faixa dada. Em tubo com uma extremidade fechada, as frequências são f = (2n−1)·v/(4L). Com v = 340 m/s e L = 0,5 m, v/4L = 170 Hz, o que dá 170, 510, 850, 1190 Hz. Só 850 Hz está entre 600 e 1000 Hz. A) 680 Hz não é múltiplo ímpar de 170 (é 4×170). B) 720 Hz, C) 780 Hz e E) 910 Hz também não são múltiplos ímpares de 170 Hz. Só 850 = 5×170 satisfaz. Referência: Acústica — tubos sonoros fechados. Resolução comentada do VaiConcursos. Questão anulada Gabarito disponívelCPAEN/2021 — Concurso Público de Admissão à Escola Naval — 2º Dia — Prova de Física e Português — Prova Amarela
Resolução comentada
Análise das alternativas
Dois tubos cilíndricos interligados estão cheios de um fluido incompressível de densidade ρ = 800 kg/m³. As áreas das faces dos êmbolos são A₁= 100 cm² e A₂= 200 cm². Uma haste articulada, de comprimento 2b, está ligada a um suporte vertical, ambos de massas desprezíveis. O suporte é capaz de se movimentar verticalmente pressionando o êmbolo de área A₁, conforme a figura acima. À esquerda na figura, temos um sistema de roldanas, consideradas ideais com fios ideais. Calcule o módulo da força F, em Newtons, para a situação de equilíbrio da figura acima, considerando a diferença de altura h = 50,0 cm, g = 10,0 m/s² e m= 240 kg e assinale a opção correta.
Dados: densidade da água = 10³ kg/m³ ; g = 10 m/s²Resolução comentada
Análise das alternativas
Dado: g = 10 m/s²
Dados: calor latente de fusão da água = 300 kJ/kg ; calor específico da água = 4200 J/kgResolução comentada
Análise das alternativas
Dado: π=3,14
Dado: g = 10 m/s²
Resolução comentada
Análise das alternativas
Dado: g = 10 m/s²Resolução comentada
Análise das alternativas
Um feixe de partículas, carregadas negativamente e com diferentes velocidades penetra em uma região com dois campos perpendiculares entre si, um campo elétrico de módulo E = 10 V/m e um campo magnético de módulo B = 5 x 10⁻² T, uniformes e constantes, e com direções e sentidos indicados na figura. Na outra extremidade dessa região existe um anteparo com um orifício que permite que somente partículas que não tenham tido sua trajetória desviada o ultrapassem, como ilustrado na figura. Ao ultrapassar o anteparo, as partículas penetram uma outra região de campo magnético constante e uniforme (área cinza na figura), descrevendo uma trajetória circular de raio R = 1 cm. Usando o eixo de coordenadas da figura, calcule o módulo e o sentido do vetor do campo magnético, ao longo do eixo z, na região de área cinza, considerando o módulo da carga de cada partícula q = 1,6 x 10⁻¹⁹ C, e massa de cada partícula m = 1,6 x 10⁻³¹ Kg e assinale a opção correta.
Dados: sen 37° = 0,60; cos 37° = 0,80 ; g = 10 m/s²Resolução comentada
Análise das alternativas
Na figura acima, fora de escala, a água e o óleo estão em repouso e a pressão do gás é de 103,00 x 10³ N/m². Ao abrir a válvula e liberar o gás para a atmosfera, o nível da água muda. Calcule o quanto o nível da água desce e assinale a opção correta.
Dados: A₁= A₂= 2A₃ ; h₀ = 0,250 m ; g = 10,0 m/s² ; ρágua = 1000 kg/m³ ; ρóleo = 800 kg/m³ ; Patm = 100,00 x 10³ N/m²
Resolução comentada
Análise das alternativas
Dado: v_som = 340 m/sResolução comentada
Análise das alternativas
Dados: g = 10 m/s² ; ρágua = 1000 kg/m³
Dado: n_ar=1,0
Em relação ao Eletromagnetismo, assinale a opção INCORRETA.
Observe a figura abaixo:
Considere o circuito elétrico esquematizado na figura abaixo. Sabendo que os pontos F e C são mantidos em aberto, calcule a diferença de potencial entre os pontos G e C (V_G - V_C) e assinale a opção correta.
Uma prancha de surf, de 1 m² de área e 10 cm de altura, flutua na água com uma parte submersa de altura igual a 2 cm. Considerando a prancha como um paralelepípedo retangular, calcule a altura da parte submersa da prancha, em cm, quando um surfista de 70 kg está sobre ela, e assinale a opção correta, sabendo que a situação descrita ocorre em águas paradas e a prancha permanece sempre na horizontal.
Conforme a figura abaixo, um canhão, inicialmente parado sobre uma superfície sem atrito, aponta numa direção que forma um ângulo de 60° com a horizontal e atira uma bala de 60 kg, cuja velocidade na boca do canhão é de 400 m/s. A massa do canhão é de 1000 kg. Após o tiro, o canhão desliza sobre a superfície sem atrito e depois entra em uma região com coeficiente de atrito cinético μc=0,60. De acordo com os dados, calcule a distância, em metros, percorrida pelo canhão, na região com atrito, até chegar ao repouso.
Um refrigerador, com eficiência de 40,0%, fornece 1400 J de calor para a fonte quente por ciclo de operação. Sabendo que ele opera fazendo 5,00 ciclos por segundo, calcule em quanto tempo este refrigerador congela 4,00 kg de água a 25,0 °C e assinale a opção correta.
Um sistema de polias está conectado por uma correia como na figura abaixo. A polia A, com raio de 18,0 cm, é concêntrica e solidária à polia B, dentada, com raio de 10,0 cm. A polia matriz M tem um raio de 25,0 cm. Sabendo-se que a polia C, também dentada e em contato com a polia B, tem uma aceleração tangencial na borda de módulo constante igual a 2,00 m/s² e que a correia não desliza nas polias, calcule a velocidade angular aproximada da polia matriz M, em rpm, após 10,0 segundos, considerando que o sistema partiu do repouso e que os raios das polias dentadas B e C foram medidos até a altura média dos dentes, e assinale a opção correta.
Um carpinteiro instala uma prateleira na parede presa com um fio inextensível e massa desprezível, conforme a figura abaixo. A massa da prateleira com distribuição uniforme é de 5,0 kg e a tração máxima suportada pelo fio é de 1,0 x 10³ N. Usando as dimensões indicadas na figura, calcule a massa máxima, em kg, de uma partícula pontual colocada no ponto A para que o fio não arrebente e assinale a opção correta.
Em relação à Termodinâmica, assinale a opção INCORRETA.
Um sistema massa-mola encontra-se no alto de uma rampa. Na situação ilustrada na figura abaixo, um pequeno bloco de massa 1 kg está em repouso e comprime a mola, de constante elástica 20 N/m, gerando um deslocamento de 1 m com relação à posição de equilíbrio da mola. Quando o sistema é liberado, o bloco desce a rampa e atinge uma superfície horizontal (sem perder energia ao passar da rampa para a superfície horizontal). Na superfície horizontal o bloco passa por uma região com coeficiente de atrito cinético μ=0,2 (não há atrito nas outras regiões) para, em seguida, atingir o ponto A indicado na figura. Considerando as dimensões indicadas na figura e que a rampa tem uma inclinação de 30° com relação à superfície horizontal, determine o módulo da velocidade do bloco, em m/s, quando ele atinge o ponto A, e assinale a opção correta.
Dois satélites artificiais 1 e 2, cuja relação das massas m₁/m₂ = 2, estão em órbitas circulares ao redor de um planeta e têm seus períodos de translação relacionados por T₂/T₁ = 2√2. Calcule a relação entre as energias cinéticas E_C1/ E_C2 e assinale a opção correta.
Observe a figura abaixo:
Considere um projétil arremessado de uma posição a 1,0 metro de altura do solo, com um ângulo de 37° em relação à horizontal. Existe um alvo a 8,0 m de distância, na horizontal, da posição de lançamento do projétil, e a 2,0 metros de altura do solo. Calcule o módulo da velocidade inicial do projétil para que ele acerte o alvo e assinale a opção correta.
Observe a figura abaixo:
Considere 3 pequenas esferas, de mesma massa m e mesma carga q, penduradas por fios idênticos, não condutores e de comprimento L, como ilustrado na figura abaixo. Qual expressão representa o módulo da força elétrica sentida por uma das esferas?
Artur, um musicista, possui em seu baixo uma corda, com densidade linear de 4,0 x 10⁻⁵ kg/m, afinada em SOL (f_SOL = 392 Hz), ou seja, foi tracionada de maneira que a frequência fundamental de vibração da corda, ou primeiro harmônico, seja 392 Hz. Artur sabe que ao pressionar a corda no braço do baixo a 10 cm da sua extremidade, esta passa a emitir um som de LÁ (f_LÁ = 440 Hz), ou seja, passa a vibrar com uma frequência fundamental de 440 Hz. Artur vai colocar uma nova corda no baixo, idêntica à anterior. De acordo com os dados, calcule, aproximadamente, que tração ele deve aplicar à nova corda para que esta fique afinada em LÁ e assinale a opção correta.
Um submarino lança um torpedo em águas paradas. Ambos se movem na mesma direção e sentido. O submarino com velocidade constante uₛ emite um sinal de sonar de frequência f₀, cuja onda sonora na água se propaga com velocidade v e recebe o sinal refletido com frequência fᵣ. De acordo com os dados, qual a expressão que representa o módulo da velocidade do torpedo?
Um tubo cilíndrico, com ar no seu interior e uma extremidade fechada e outra aberta, possui um comprimento de 0,500 m e um diâmetro de 8,00 cm. Um alto falante, que emite sons na faixa de frequências de 600 Hz a 1000 Hz, é posicionado próximo à extremidade aberta do tubo. Calcule em qual frequência emitida pelo alto falante o som entra em ressonância dentro do tubo e assinale a opção correta.
Um grande reservatório de água está representado na figura abaixo. A água escoa para a atmosfera no ponto indicado na figura por uma seta e observa-se que o diâmetro do filete de água diminui enquanto cai. Calcule a distância a que a água deve cair para que o raio do filete diminua de 1,0 cm ( diâmetro do filete de água no ponto indicado pela seta ) para 0,50 cm e assinale a opção correta.
Sabendo que uma onda luminosa de feixe estreito, com comprimento de onda de 550 nm, se propagando no ar, incide em uma das faces de um prisma com um ângulo de incidência i₁ = 60°, conforme a figura abaixo, e emerge na outra face com um ângulo de desvio θ = 30°, calcule o índice de refração do prisma e assinale a opção correta.