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Marinha do Brasil — CP-QC-CA-FN/2025 — Máquinas — Prova Amarela

Marinha do Brasil · Oficial dos Quadros Complementares (CP-QC-CA-FN/2025) — Máquinas

Serviço de Seleção do Pessoal da Marinha (SSPM)2025

51 questões nesta prova · página 2 de 3 · 48 com gabarito

Resistência dos Materiais Momento Fletor em Vigas Biapoiadas

Serviço de Seleção do Pessoal da Marinha 2025

Marinha do Brasil · Oficial dos Quadros Complementares (CP-QC-CA-FN/2025) — Máquinas · Caderno Amarela

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Observe a figura abaixo.

Viga biapoiada em A e B com três trechos de 3 m; carga distribuída de 0,5 kN/m no primeiro trecho (de A até C) e carga concentrada de 4,5 kN na seção D.

A barra verificada na figura abaixo é biapoiada em A e B. Determine o módulo do momento fletor na seção C, sabendo que os apoios A e B exercem somente forças na direção vertical e assinale a opção correta.
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Cálculo Diferencial e Integral Derivação Implícita

Serviço de Seleção do Pessoal da Marinha 2025

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A função diferenciável y = f(x) é tal que ∀ x ∈ Dom(f), o ponto (x, f(x)) é solução da equação xy³ + 2xy² + x = 8. Sabe-se que f(2) = 1. Com base nessas informações, calcule f′(2) e assinale a opção correta.
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Resolução comentada

Derivação implícita resulta em f′(2) = −2/7.

Derivando xy³ + 2xy² + x = 8 em x: y³ + 3xy²y′ + 2y² + 4xyy′ + 1 = 0. Com x = 2 e y = 1: 1 + 6y′ + 2 + 8y′ + 1 = 0, logo 14y′ = −4 e y′ = −2/7.

Análise das alternativas

A, C e E têm sinal ou valor incompatíveis com 14y′ = −4. D (−3/7) não satisfaz a equação, pois exigiria 14y′ = −6.

Referência: Cálculo diferencial: derivação implícita e regra do produto.

Resolução comentada do VaiConcursos.

Ciência dos Materiais Ferros Fundidos

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Analise as afirmativas sobre ferros fundidos abaixo.

I- O ferro fundido nodular é caracterizado pela sua ductibilidade, tenacidade e resistência mecânica superiores, resultantes da forma da grafita em sua microestrutura.
II- O ferro fundido cinzento é um dos mais utilizados, devido às suas características de fácil fusão, boa resistência mecânica e excelente usinabilidade.
III- O ferro fundido branco tem elevada dureza e resistência ao desgaste devido à presença de carbono livre em sua microestrutura.

Assinale a opção correta.
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Resolução comentada

I e II estão corretas; a III erra ao atribuir a dureza do ferro branco a carbono livre.

O nodular tem grafita esferoidal, o que lhe dá ductilidade, tenacidade e resistência superiores (I correta). O cinzento é muito usado por sua fácil fusão, boa resistência e excelente usinabilidade (II correta). No branco, o carbono está combinado como cementita (Fe3C) e não livre como grafita; é isso que lhe dá dureza e resistência ao desgaste (III errada).

Análise das alternativas

B, C e D incluem a III como verdadeira ou excluem a II ou a I. E exclui a I, que é verdadeira.

Referência: Chiaverini, Aços e Ferros Fundidos.

Resolução comentada do VaiConcursos.

Dinâmica Cinemática Retilínea — Aceleração em Função da Posição

Serviço de Seleção do Pessoal da Marinha 2025

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Uma partícula desloca-se no eixo x, partindo do repouso em x = 0, e tem sua aceleração dada pela seguinte relação a(x) = 90 − 6x², onde x é dado em metros e a é dado em m/s².
A posição em que a partícula muda o sentido do movimento é um número entre:
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Resolução comentada

O sentido muda onde v = 0, em x = √45 ≈ 6,7 m.

Usando v·dv = a·dx, obtém-se v²/2 = 90x − 2x³. A velocidade se anula quando x(90 − 2x²) = 0, ou seja, x² = 45 e x ≈ 6,7 m. É nessa posição que a partícula inverte o sentido, entre 6 e 7.

Análise das alternativas

As faixas 1–2, 2–3, 3–4 e 5–6 não contêm √45 ≈ 6,7. Em x = 0, a velocidade nula corresponde apenas à partida do repouso.

Referência: Meriam e Kraige, Mecânica: Dinâmica (cinemática retilínea).

Resolução comentada do VaiConcursos.

Ciência dos Materiais Ensaios Mecânicos — Ensaio de Impacto

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Para determinar se um material apresenta uma transição dúctil-frágil com a diminuição da temperatura, utiliza-se o ensaio de:
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Resolução comentada

A transição dúctil-frágil é determinada pelo ensaio de impacto.

Os ensaios de impacto (Charpy e Izod), feitos em várias temperaturas, medem a energia absorvida e revelam a queda dessa energia na temperatura de transição dúctil-frágil.

Análise das alternativas

B) Tração, C) dureza, D) dobramento e E) compressão são ensaios quase estáticos e não evidenciam, por si, a transição dúctil-frágil em função da temperatura.

Referência: Callister, Ciência e Engenharia de Materiais.

Resolução comentada do VaiConcursos.

Vibrações Mecânicas Associação de Molas em Série e Período de Oscilação

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Analise as figuras abaixo.

Sistema 1: bloco preso à parede por uma mola k1. Sistema 2: bloco preso à parede por duas molas k1 e k2 em série.

O sistema 1, oscila em um piso sem atrito, com um bloco de massa m e uma mola com constante elástica k₁. Deseja-se obter um período de oscilação 50% maior, para isso, utiliza-se uma mola de constante elástica k₂ em série com a primeira conforme ilustrado no sistema 2.

Com base nessas informações, assinale a opção correta, para que o novo sistema atinja o objetivo proposto:
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Máquinas de Fluxo Bombas Volumétricas e Turbobombas

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Segundo Falco (1998), a respeito da comparação entre bombas volumétricas e turbobombas, assinale a opção correta.
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Resolução comentada

Nas turbobombas o impelidor fornece energia cinética e de pressão ao líquido.

Segundo Falco, nas turbobombas (bombas dinâmicas) o impelidor transmite energia ao líquido na forma cinética e de pressão, aumentando velocidade e pressão. Portanto D está correta.

Análise das alternativas

A) Errada: a vazão das turbobombas é praticamente constante no tempo, enquanto as alternativas têm vazão pulsante. B) Errada: as volumétricas são autoescorvantes e podem funcionar com ar. C) Errada: nas volumétricas a energia é fornecida essencialmente como pressão. E) Errada: as alternativas têm vazão pulsante (variável com o tempo).

Referência: Falco, Bombas Industriais (1998).

Resolução comentada do VaiConcursos.

Motores de Combustão Interna Embreagem

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São características primordiais de uma embreagem, EXCETO:
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A embreagem não tem a função de manter constante a rotação do motor.

A embreagem acopla e desacopla o motor do câmbio, transmitindo torque sem patinar, suportando pressão e desgaste, amortecendo vibrações na partida e permitindo trocas suaves. Manter a rotação do motor Diesel constante é função do governador ou regulador, não da embreagem.

Análise das alternativas

A, B, C e D descrevem funções ou características reais da embreagem.

Referência: Literatura de transmissões automotivas e motores de combustão interna.

Resolução comentada do VaiConcursos.

Ciência dos Materiais Diagrama Tensão-Deformação

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Considere a curva tensão-deformação de engenharia abaixo.

Curva tensão σ (MPa) versus deformação ε (%) com os pontos A (origem), B, C, D (máximo da curva) e E (final).

Com base nessas informações, assinale a opção correta.
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Ciência dos Materiais Tratamentos Térmicos dos Aços

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De acordo com Chiaverini (2012), o tratamento térmico que pode ser utilizado para remover tensões internas, diminuir a dureza a fim de melhorar a usinabilidade e ainda eliminar efeitos de quaisquer tratamentos térmicos ou mecânicos que o aço tiver sido submetido é denominado:
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Resolução comentada

O recozimento alivia tensões, reduz a dureza, melhora a usinabilidade e elimina efeitos de tratamentos anteriores.

Chiaverini descreve o recozimento como o tratamento que remove tensões internas, diminui a dureza, melhora a usinabilidade e anula os efeitos de tratamentos térmicos ou mecânicos anteriores. É feito com aquecimento seguido de resfriamento lento, em geral no forno.

Análise das alternativas

A) Martêmpera e B) austêmpera são têmperas especiais, que endurecem o aço. C) Normalização: resfriamento ao ar, que gera estrutura mais fina e dureza maior que a do recozimento. E) Revenido: alivia tensões da têmpera, mas não elimina os efeitos de tratamentos anteriores nem é voltado à usinabilidade.

Referência: Chiaverini, Aços e Ferros Fundidos (2012).

Resolução comentada do VaiConcursos.

Estática Equilíbrio de Corpos Rígidos

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Observe a figura abaixo.

Roldana de diâmetro 150 mm com cabo vertical submetido à força F, ligada por eixo no mancal M a uma alavanca de 225 mm que sustenta uma carga de 10 kg.

A figura mostra uma alavanca de comprimento 225 mm, conectada por um eixo a uma roldana de diâmetro 150 mm. O eixo é suportado pelo mancal "M", a alavanca está segurando uma carga de 10 kg e o sistema está sendo mantido em equilíbrio pela força F no cabo da roldana. Considerando que o comprimento do eixo é desprezível e que g=10m/s², os módulos da força F e da reação vertical no mancal M são, respectivamente:
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Vibrações Mecânicas Fator de Amortecimento

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Um sistema massa-mola-amortecedor, de massa m = 36 kg, coeficiente de amortecimento viscoso c = 60 kg/s e constante de rigidez k= 100 N/m, é capaz de oscilar com fator de amortecimento ζ. Deseja-se que outro sistema massa-mola-amortecedor, de massa m = 25 kg e constante de rigidez k= 64 N/m, possua o mesmo ζ. Para tal, seu coeficiente de amortecimento viscoso, em kg/s, deve ser igual a:
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Resolução comentada

Mantendo ζ = 0,5, o novo amortecimento é c = 40 kg/s.

ζ = c/(2√(km)). No primeiro sistema, √(100·36) = 60, logo ζ = 60/120 = 0,5. No segundo, √(64·25) = 40, então c = ζ·2·40 = 0,5·80 = 40 kg/s.

Análise das alternativas

10, 20, 30 e 50 kg/s resultam em ζ diferente de 0,5 (0,125, 0,25, 0,375 e 0,625, respectivamente).

Referência: Rao, Vibrações Mecânicas; Inman, Engineering Vibration.

Resolução comentada do VaiConcursos.

Termodinâmica Ciclos Termodinâmicos de Potência e Refrigeração

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Com relação aos Ciclos térmicos, assinale a opção correta.
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Resolução comentada

No ciclo Diesel o calor é fornecido a pressão constante; no Otto, a volume constante.

No ciclo Otto ideal a adição de calor ocorre a volume constante (centelha). No Diesel ideal ocorre a pressão constante (injeção e combustão gradual). Portanto a alternativa E está correta.

Análise das alternativas

A) Errada: o compressor do Brayton consome grande parte da potência da turbina (alto 'back work ratio'), enquanto a bomba do Rankine consome pouco. B) Errada: a eficiência do Otto aumenta com a relação de compressão. C) Errada: o Rankine tem vaporização e condensação. D) Errada: o ciclo transfere calor de um ambiente frio para um quente, mas isso é uma consequência do trabalho fornecido, e a mudança de fase não é requisito (há refrigeração a gás, por exemplo).

Referência: Çengel e Boles, Termodinâmica; Van Wylen.

Resolução comentada do VaiConcursos.

Ciência dos Materiais Diagrama de Fases Fe-Fe₃C — Regra da Alavanca

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Considere o diagrama de fases Fe-Fe₃C abaixo.

Diagrama de fases Fe-Fe3C: temperatura (400 a 1600 °C) versus composição (0 a 6,70 %p C), com as linhas de 1538, 1493, 1394, 1147, 912 e 727 °C e os pontos 0,022; 0,76; 2,14 e 4,30 %p C.

Calcule a fração mássica de ferrita proeutetoide para um aço com 0,39%p C e assinale a opção que mais se aproxima do valor correto.
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Refrigeração e Ar Condicionado Compressores — Rendimento Volumétrico

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O rendimento volumétrico real é um importante indicador para que seja avaliada a escolha de um compressor. Suponha que um oficial tenha recebido a seguinte tarefa: escolher o compressor mais adequado, dentre três opções de um catálogo, todos de igual qualidade, para um sistema frigorífico de um navio da Marinha do Brasil. Considere a tabela abaixo:

Tabela: Compressor 1 — taxa de deslocamento 4y, vazão volumétrica que entra no compressor x, preço R$ 800,00; Compressor 2 — 3y, 0,5x, R$ 700,00; Compressor 3 — 0,5y, 0,125x, R$ 750,00.

Sabendo que x e y são números positivos não nulos e que sua unidade é m³/s, qual das opções abaixo representa a escolha e justificativa corretas que o oficial deve fazer para obter o maior rendimento volumétrico real possível?
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Cálculo Diferencial e Integral Integral Indefinida — Substituição

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Calcule a integral indefinida abaixo e assinale a opção correta.

Integral indefinida de e^(3x) / (e^(6x) + 2e^(3x) + 1) dx.
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Mecânica dos Fluidos Fluidos Não Newtonianos

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Segundo Fox (2011), fluidos não newtonianos são aqueles para os quais a tensão de cisalhamento não é diretamente proporcional à taxa de deformação. Assinale a opção que apresenta a correlação correta entre os tipos de fluidos não newtonianos e suas características.

FLUIDOS
I- Viscoelástico
II- Dilatante
III- Pseudoplástico
IV- Plástico de Bingham ou plástico ideal

CARACTERÍSTICAS
( ) A viscosidade aparente decresce conforme a taxa de deformação cresce.
( ) A viscosidade aparente cresce conforme a taxa de deformação cresce.
( ) Comporta-se como sólido até que uma tensão limítrofe de cisalhamento seja excedida e, subsequentemente, exibe uma relação linear entre tensão de cisalhamento e taxa de deformação.
( ) Retorna parcialmente à sua forma original quando livre da tensão aplicada.
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Resolução comentada

Associação dos fluidos não newtonianos às suas características.

Pseudoplástico: viscosidade aparente diminui com a taxa de deformação. Dilatante: viscosidade aparente aumenta. Plástico de Bingham: comporta-se como sólido até uma tensão limite e depois apresenta relação linear. Viscoelástico: retorna parcialmente à forma original. A sequência é III, II, IV, I.

Análise das alternativas

B, C, D e E trocam pelo menos um par: por exemplo, pseudoplástico e dilatante invertidos, ou o plástico de Bingham associado à característica errada.

Referência: Fox, McDonald e Pritchard, Introdução à Mecânica dos Fluidos (2011).

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Ciência dos Materiais Ensaios Mecânicos — Ensaio de Tração

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Um ensaio de tração pode ser utilizado para determinar uma série de propriedades mecânicas de um material. Assinale a opção que NÃO corresponde a uma dessas propriedades.
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Resolução comentada

A tenacidade à fratura não é obtida no ensaio de tração convencional.

O ensaio de tração fornece módulo de elasticidade (rigidez), limite de escoamento, ductilidade (alongamento e estricção) e resiliência (área sob a região elástica do diagrama). A tenacidade à fratura (K_IC) exige corpos de prova com trinca pré-existente e ensaios específicos de mecânica da fratura.

Análise das alternativas

A) Rigidez: relaciona-se ao módulo de elasticidade, obtido no ensaio. B) Limite de escoamento: obtido diretamente no ensaio. C) Ductilidade: obtida pelo alongamento e pela redução de área. D) Resiliência: calculada pela área elástica do diagrama tensão-deformação.

Referência: Callister, Ciência e Engenharia de Materiais.

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Vibrações Mecânicas Vibração Livre Amortecida

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Analise a figura abaixo.

Gráfico de x versus t: oscilação em torno do eixo t com amplitude decrescente ao longo do tempo.

Seja um sistema massa-mola-amortecedor, com massa igual a m, constante de rigidez k, coeficiente de amortecimento viscoso c, todos os dados constantes não nulos e pertencentes ao S.I., sem forças externas resultantes. Devido às suas condições iniciais não nulas, o sistema é capaz de oscilar descrevendo o gráfico de amplitude (metros) por tempo (segundos) apresentado acima.

Com base nessas informações, pode-se afirmar que trata-se de um sistema:
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Transferência de Calor Trocadores de Calor

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Com relação a Trocadores de Calor, assinale a opção correta.
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Resolução comentada

A média logarítmica de diferença de temperatura (MLDT) é usada no dimensionamento de trocadores.

No método MLDT, Q = U·A·ΔT_ml. Por isso ele serve para determinar a área de troca térmica, ou seja, para dimensionar o trocador, quando as temperaturas de entrada e saída são conhecidas.

Análise das alternativas

B) Errada: na mudança de fase a temperatura é constante, então o arranjo (paralelo ou contracorrente) não altera a eficácia. C) Errada: as chicanas aumentam a turbulência e a velocidade no casco, elevando o coeficiente convectivo. D) Errada: a classificação usual é recuperadores, regeneradores e de contato direto; 'contato indireto' não é uma terceira classe, pois os recuperadores já são de contato indireto. E) Errada: em contracorrente a saída do fluido frio pode superar a saída do quente, o que é impossível em correntes paralelas.

Referência: Incropera & DeWitt, Fundamentos de Transferência de Calor e de Massa (capítulo de trocadores de calor).

Resolução comentada do VaiConcursos.