← Voltar para a lista de provas Marinha do Brasil — Escola Naval · Concurso Público de Admissão à Escola Naval (CPAEN) — 2º Dia: Física e Português 40 questões nesta prova · página 1 de 2 · 39 com gabarito Gabarito disponível Gabarito disponível Gabarito disponível Gabarito disponível Ondas rasas têm λ/2 > h; o intervalo entre cristas é o período T = λ/v. Com h = 20 m, λ/2 > 20, logo λ > 40 m. A velocidade é v = √(10·20) = 10√2 m/s. O intervalo entre cristas consecutivas é T = λ/v > 40/(10√2) = 2√2 s. A, B e C trocam o sentido da desigualdade, pois λ maior implica T maior. E usa um limite incorreto (0,2√2), que não vem de v nem de λ. Referência: Ondulatória: v = λ/T; ondas de gravidade v = √(gh). Resolução comentada do VaiConcursos. Gabarito disponível Gabarito disponível Compara o calor que entra pela parede por condução com o calor total após a chegada dos alunos. Pela parede, Q = kAΔT/L = 0,1·50·20/0,2 = 500 W em t₁. Em t₂ entram também 25 · 100 = 2500 W dos alunos, totalizando 3000 W. Como o CD é o mesmo (3,0), o custo é proporcional à taxa de calor: 3000/500 = 6 vezes maior. A (5 vezes) usaria só os 2500 W adicionais em relação aos 500 W. C e D não correspondem à razão 3000/500. E está errada porque a carga térmica aumentou. Referência: Lei de Fourier da condução térmica: Φ = kAΔT/L. Resolução comentada do VaiConcursos. Gabarito disponível Gabarito disponível Ciclo com Wlíq = 200 J; só a afirmativa sobre o calor em CA (isotérmico) é verdadeira. Trabalho líquido do ciclo = −100 + 300 = 200 J. Como ΔU = 0 no ciclo, Q líquido = 200 J, e não 400 J. Em CA (isotérmico) ΔU = 0, logo Q = W = 300 J, diferente de zero. Em AB (isobárico) Q = nC_P(T_B − T_A), sem o fator 7/2. Em BC (isocórico) Q = nC_V ΔT, e para gás diatômico C_V = 5/2 R, não 3/2 R. A sequência é F, V, F, F. A, D e E marcam como verdadeira alguma afirmativa falsa (calor total de 400 J, fator 7/2 em AB ou 3/2 nR em BC). B marca como falsa a afirmativa sobre CA, que é verdadeira. Referência: Primeira Lei da Termodinâmica; calores molares de gás ideal diatômico (C_V = 5R/2). Resolução comentada do VaiConcursos. Gabarito disponível Molas em paralelo somam as constantes; com a mesma amplitude A, a aceleração máxima é proporcional à constante total. a_máx = k·A/m. Em paralelo, k_eq = k₁ + k₂, e A e m não mudam. Para a_máx ficar 5 vezes maior, k₁ + k₂ = 5k₁, logo k₂/k₁ = 4. A (3) dá k_eq = 4k₁, só quadruplica. C (5) daria 6k₁. D (24) e E (25) vêm de confundir a razão com um quadrado da razão ou de erro algébrico, e dariam 25k₁ ou 26k₁. Referência: MHS: a_máx = ω²A = kA/m; associação de molas em paralelo. Resolução comentada do VaiConcursos. Gabarito disponível Gabarito disponível Gabarito disponível Gabarito disponível Gabarito disponível Gabarito disponível Gabarito disponível Gabarito disponível A potência do motor equivale à taxa de aumento da energia potencial líquida do sistema com contrapeso. A massa que sobe é m + m* e o contrapeso M desce. O motor só precisa vencer a diferença: P = (m + m* − M)·g·v. Isolando m*, temos m* = P/(gv) + M − m. A e B somam ou subtraem P/(gv) a M sem considerar a massa m da caixa. C ignora o contrapeso M. D inverte o sinal de (M − m), o que faria o contrapeso atrapalhar a subida. Referência: Potência mecânica: P = F·v. Resolução comentada do VaiConcursos. Gabarito disponível Gabarito disponível Gabarito disponívelMarinha do Brasil — CPAEN/2023 — 2º Dia — Prova de Física e Português — Prova Amarela
A figura mostra uma caixa de comprimento L, sendo arrastada em um espaço confinado de largura D por meio de um cabo, na horizontal, cuja tensão tem módulo igual a T. A caixa possui massa m e o coeficiente de atrito cinético entre a caixa e o solo é igual a μc. Assinale a alternativa que corresponde ao intervalo de tempo Δt que o cabo deve atuar (contado a partir do instante em que, partindo do repouso, adquire velocidade v > 0) para que ela percorra a distância ΔS = D - L sem colidir com os limites do espaço confinado, de modo que a caixa encerre o deslocamento ΔS com velocidade nula, evitando danos ao conteúdo do seu interior. Desconsidere a resistência do ar.
Um pedreiro de peso P = 1,0×10³ N está fazendo reparos em um muro. Ele utiliza como andaime uma tábua de massa mT e comprimento L (massa uniformemente distribuída) apoiada simetricamente sobre dois cavaletes idênticos. Para que ele tenha mais espaço para se deslocar sobre a tábua, decide colocar um balde contendo água (de massa total m₁) em uma das extremidades da tábua e um outro balde contendo argamassa (de massa total m₂) na outra extremidade, conforme indicado na figura acima. Sendo as seções retas dos baldes (vistos de cima) quadradas, de lado a, considere que as massas de água e de argamassa estão uniformemente distribuídas nos baldes e que o centro de gravidade do homem está sobre a sua mediana vertical, e assinale a opção que apresenta a distância mínima d, em metros, que o pedreiro deve manter do balde contendo argamassa para que a tábua esteja em equilíbrio.
Dados: g=10 m/s²; L = 4,5 m; a = 0,5 m; m₁ = 3,0 kg; m₂ = 49 kg e mT = 6,0 kg.
A figura acima apresenta um bloco de massa M, pendendo verticalmente de uma corda ideal, que, por sua vez, passa por um pequeno tubo fixo e está presa na outra extremidade a uma pequena esfera de massa m se movendo em uma trajetória circular horizontal com velocidade constante. Sendo g a aceleração da gravidade e L o comprimento da corda entre a esfera e a extremidade superior do tubo, que expressão permite calcular o período do movimento circular da esfera para que o bloco permaneça em repouso em relação ao tubo fixo?Resolução comentada
Análise das alternativas
Dados: temperatura de fusão do gelo = 0°R; e temperatura de ebulição da água = 80°R.
Dados: CD = 3,0; k = 0,1 W/m·K; A = 50 m²; e L = 20 cm.Resolução comentada
Análise das alternativas
A Figura 1 apresenta um elétron, num certo instante t₁, se movendo no sentido positivo do eixo y, penetrando com velocidade v em uma região onde existem um vetor campo elétrico E⃗, paralelo ao eixo x, e um vetor campo magnético B⃗, perpendicular ao plano xy, não representado na Figura. A Figura 2 apresenta a componente x do vetor força resultante, F⃗, sobre o elétron em função da velocidade v do elétron no instante t₁. Sabendo que ambos os campos são uniformes e constantes, usando o sistema de eixos coordenados da Figura 1, calcule o módulo e o sentido do vetor B⃗, ao longo do eixo z, e assinale a opção correta.
Dado: carga do elétron = -1,6.10⁻¹⁹ C
1) processo AB: compressão isobárica, sendo realizado um trabalho de 100J sobre o gás para reduzir o seu volume;
2) processo BC: absorção de calor a volume constante; e
3) processo CA: expansão isotérmica, sendo realizado um trabalho de 300J pelo gás.
Considere que o número de mols do gás permanece constante e igual a n em todos os processos termodinâmicos, que R é a constante universal dos gases ideais e que Cv e CP são os calores específicos molares a volume e pressão constantes, respectivamente. Coloque V (verdadeiro) ou F (falso) nas afirmativas abaixo e assinale a opção que apresenta a sequência correta.
( ) O calor total absorvido pelo gás, ao final de um ciclo, é de 400J.
( ) A troca de calor entre o gás e o meio externo no processo CA é diferente de zero.
( ) O calor absorvido no processo AB é igual a (7/2)nCP(TB - TA), em que TB e TA são as temperaturas nos estados B e A, respectivamente.
( ) O calor absorvido no processo BC é igual a (3/2)nR(TC - TB), em que TC e TB são as temperaturas nos estados C e B, respectivamente.Resolução comentada
Análise das alternativas
Resolução comentada
Análise das alternativas
Na figura acima, estão representados um fio retilíneo muito longo, perpendicular ao plano do papel, percorrido por uma corrente I₁ e uma espira circular de raio R no plano do papel percorrida pela corrente I₂. Os sentidos das correntes estão indicados na figura acima, ou seja, I₁ é dirigida para dentro do papel e I₂ está no sentido anti-horário. As duas correntes criam um vetor campo magnético resultante BR no centro C da espira. Calcule o valor da razão I₁/I₂ para que o módulo de BR em C seja o dobro do módulo do vetor campo magnético criado pela corrente I₂ em C, e assinale a opção correta.
A figura acima apresenta um circuito com um capacitor C, duas fontes ideais ε₁ e ε₂, dois resistores R₁ e R₂ e uma chave S. Considere que, inicialmente, a chave S permaneceu aberta por um longo tempo de forma que o capacitor adquiriu uma carga q₀. Se a chave S for fechada e assim permanecer também por um longo tempo, a variação percentual da carga no capacitor em relação à carga inicial q₀ é de:
Dados: C = 20μF; ε₁ = 4,0V; ε₂ = 5,0V; R₁ = 0,30Ω e R₂ = 0,20Ω
A figura acima apresenta uma esquematização de uma tubulação hidráulica horizontal pela qual escoa um líquido ideal em regime permanente. Os pontos 1 e 2 indicados, pertencentes a uma mesma reta horizontal, estão situados sobre os ramos de um tubo em forma de U contendo mercúrio, de massa específica μHg, em que se observa, no mercúrio, um desnível h. As áreas das seções retas S₁ e S₂ são, respectivamente, A₁ e A₂, tal que A₁ = 3A₂. Sendo g a aceleração da gravidade e sabendo que a massa específica do líquido é μHg/10, qual é o módulo da velocidade do líquido no ponto 2?
Considere um sistema formado por quatro estrelas iguais, cada qual de massa M. Os centros dessas estrelas encontram-se nos vértices de um quadrado de lado L, conforme a figura acima, de tal forma que o sistema assim formado gira em torno do centro do quadrado com velocidade angular constante. Sendo G a constante gravitacional, se um meteorito de massa m passar pelo centro de massa do sistema, perpendicularmente ao plano da órbita, qual é a menor velocidade que o meteorito deve ter no centro de massa do sistema para poder escapar da atração gravitacional das estrelas?
A figura acima apresenta o experimento de Young, montado em um laboratório didático de física. As distâncias d₁, d₂, d₃ e d₄ são ajustáveis conforme o espaço disponível no laboratório, as fendas A, B e C são estreitas e o feixe de luz é monocromático, podendo emitir luz em diferentes frequências. Para facilitar a identificação das franjas claras pelos alunos durante as aulas, o professor marcou no anteparo as linhas correspondentes ao centro dessas franjas, que são obtidas quando a fonte emite luz de comprimento de onda λ e na condição em que d₂ (distância entre os centros das fendas B e C) é muito menor que d₄. Dessa forma, d₅ é a distância O̅P̅, entre o centro da franja clara central e a primeira franja clara adjacente a ela. O professor decide que o experimento será remontado em outro laboratório maior e, para isso, lista algumas possibilidades de alteração na montagem experimental. São elas:
I- Duplicar d₁ e d₃, mantendo inalteradas d₂, d₄ e λ.
II- Duplicar d₂ e d₄, mantendo inalteradas d₁, d₃ e λ.
III- Duplicar d₁ e reduzir d₄ pela metade, mantendo inalteradas d₂, d₃ e λ.
IV- Duplicar d₂ e reduzir λ pela metade, mantendo inalteradas d₁, d₃ e d₄.
Dentre as possíveis alterações listadas acima, assinale a opção que apresenta aquelas que manterão a distância d₅ inalterada, permitindo aproveitar as marcas anteriores no anteparo.
A figura acima apresenta uma espira condutora retangular, de lados a = 2,0 m e b = 3,0 m e resistência R = 1,0 Ω, conectada a uma fonte ideal com uma força eletromotriz dada por εfonte = 2,0 V. Metade da espira encontra-se em uma região onde existe um campo magnético uniforme B⃗, perpendicular ao plano da espira, e dirigido para dentro do papel. O módulo do campo magnético é dado por B(t) = 0,40 + 1,2 t, com B em teslas e t em segundos. Em t = 10 s, qual é o valor da intensidade, em ampères, e o sentido da corrente elétrica na espira, respectivamente?Resolução comentada
Análise das alternativas
A figura acima apresenta um cilindro sólido de raio R e altura H, flutuando em um recipiente contendo água, com metade do seu volume submerso. Considere que no interior do cilindro existe, concêntrica a ele, uma cavidade cilíndrica de raio r e altura h. Sabendo que a densidade do material de que é feito o cilindro é igual à densidade da água e que H = 1,5h, calcule a razão r/R e assinale a opção correta.
A figura acima apresenta três cargas pontuais (q₁, q₂ e q₃), no vácuo, mantidas fixas nos vértices de um triângulo retângulo de lados L₁ = 30 cm e L₂ = 40 cm. Sabendo-se que q₁ = + 20 μC, q₂ = - 40 μC e q₃ = + 60 μC, calcule o trabalho, em joules, que um agente externo deve executar para trocar as posições de q₂ e q₃ e assinale a opção correta.
Dado: Constante eletrostática k = 9,0.10⁹ N.m²/C²
A figura acima apresenta um esquema formado por um caramujo de massa m e uma cunha, de massa M = 7 m e ângulo de base θ, sobre uma superfície horizontal sem atrito. Considere que, inicialmente, tanto a cunha quanto o caramujo estão em repouso em relação à superfície horizontal. Quando o caramujo começa a subir com velocidade u em relação ao plano inclinado da cunha, a cunha passa a se mover com velocidade v em relação à superfície horizontal. Sabendo que u = 10 v, qual é o ângulo θ?
Analise a figura abaixo.
Examine a figura abaixo.
Examine a figura abaixo.
Ondas de gravidade são ondas oceânicas que são formadas devido à gravidade. A velocidade de propagação dessas ondas depende da profundidade h, obedecendo a relação v = √(gh), em que g é a aceleração da gravidade, igual a 10 m/s². Em particular, tais ondas são classificadas como ondas rasas se a medida de meio comprimento de onda é maior que a profundidade local. Suponha que um navio esteja atracado num porto (parado em relação ao solo) numa região em que a profundidade é de 20 m. É correto afirmar que ele é atingido por ondas rasas quando o intervalo de tempo decorrido entre a chegada de duas cristas consecutivas no casco desse navio é:
Um termistor é um dispositivo eletrônico, em estado sólido, cuja principal característica é a rápida variação da resistência elétrica com a temperatura. A resistência R pode ser descrita na forma R=R₀e^(B/T), sendo R₀ e B constantes características do termistor em questão, em Ohms e Kelvin, respectivamente, e T a temperatura do dispositivo. Suponha que um laboratório de física possui apenas termômetros na escala Réaumur, expressa em °R. A uma temperatura de 48°R, a resistência do termistor é R₁ Ω, e, a uma temperatura de 80°R, a resistência do termistor é R₂ Ω. Assim, assinale a opção que apresenta a variação ΔR = R₂ - R₁ para essa variação de temperatura, expressa em termos de R₀ e B.
O custo com a refrigeração de um ambiente é aproximadamente proporcional à taxa com que o calor é absorvido pelo ambiente dividida pelo coeficiente de desempenho (CD) do ar-condicionado. Uma sala de aula possui ar-condicionado e apenas uma das quatro paredes da sala, que possui área A, espessura L e condutividade térmica k, recebe sol diretamente. Em um dia típico de calor, a temperatura do lado externo dessa parede é de 38°C. Em um instante inicial (t₁), a temperatura do ar dentro da sala de aula está em 18°C. Em seguida, 25 alunos entram na sala emitindo calor, cada um, a uma taxa de 100W. Após um certo tempo, no instante t₂, o ar do ambiente atinge novamente o equilíbrio térmico a 18°C. Desprezando as trocas de calor do ambiente interno da sala com o piso, com o teto e com as outras três paredes e considerando que entre os instantes t₁ e t₂ a temperatura externa se manteve constante e que nenhum aluno entrou ou saiu da sala, é correto afirmar que o custo com a refrigeração no instante t₂ será:
Examine as figuras abaixo.
Um gás ideal diatômico, funcionando como substância de trabalho de uma máquina térmica, passa ciclicamente por três processos termodinâmicos. São eles:
Um oscilador harmônico simples formado por sistema massa-mola, apoiado sobre uma superfície horizontal sem atrito, tem sua amplitude de oscilação limitada a A, devido à máxima compressão possível em uma mola (situação em que a mola fica com comprimento Lmin, ou seja, sem espaço entre os seus enrolamentos). Dada esta limitação, a aceleração de um bloco de massa m acoplado a uma mola uma constante elástica k₁ possui valor máximo igual a amáx. Entretanto, deseja-se aumentar esse valor da aceleração máxima do mesmo bloco. Uma das possibilidades é acoplar, em paralelo com a primeira, uma outra mola de constante elástica igual a k₂ e que mantenha a mesma amplitude de oscilação A. Numa situação hipotética que se deseja, no mínimo, quintuplicar o valor de amáx, a razão k₂/k₁ deverá ser, no mínimo igual a:
Examine a figura abaixo.
Examine a figura abaixo.
Considere uma pequena bola sendo lançada verticalmente para cima ao longo de um eixo y. Assinale a opção que apresenta o gráfico que pode representar a velocidade v da bola em função da altura y desde o instante do lançamento até o instante da máxima altura alcançada pela bola.
Examine a figura abaixo.
Examine a figura abaixo.
Examine a figura abaixo.
Examine a figura abaixo.
Sabe-se que os elevadores contam com sistemas de contrapesos, para que seja possível erguer cargas elevadas com motores menos potentes. Um estudante foi desafiado a construir um protótipo de elevador, contando com um motor de potência máxima igual a P, um conjunto de massas que totalizam um valor igual a M para compor o sistema de contrapesos, uma caixa de massa m para representar o elevador, além de fios e polias ideais. Sendo g a aceleração da gravidade, despreze a resistência do ar e assinale a opção que apresenta o limite de massa m* (tal que m+m* > M) que poderá ser erguida pelo elevador a uma velocidade constante igual a v.
Examine a figura abaixo.
Examine a figura abaixo.
Examine a figura abaixo.