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Prova Marinha - 2013 - CEM - Primeiro Tenente - Engenharia Civil, Materiais e Produção - Discursiva


ID
1942636
Banca
Marinha
Órgão
CEM
Ano
2013
Provas
Disciplina
Física
Assuntos

Uma bobina B está orientada com sua base num plano horizontal, e por ela passa uma corrente no sentido anti-horário. Pelo centro da bobina passa um fio condutor L orientado verticalmente para cima, e por este fio passa uma corrente elétrica também orientada verticalmente. Se F1 é a força magnética exercida pelo campo magnético induzido pela corrente de L sobre a corrente de B, e se F2 é a força eletromagnética exercida pelo campo magnético induzido pela corrente de B sobre a corrente de L, então pode-se afirmar que:

Alternativas
Comentários
  • A força magnética exercida por um fio é Fm= B*i*L* sen 0

    No caso f1, a força magnética exercida pelo campo da corrente L sobre B, são paralelos devido à regra da mão direita

    ib e bl são paralelos, então o seno entre o campo e a corrente é zero. F1=0

    No caso de f2, a força magnética da corrente B sobre L, nesse caso eu consegui visualizar melhor que o campo B é paralelo com il pela regra da mão esquerda. Então F2 também é paralelo

    F1=F2=0

    LETRA E

    ps: nesse tipo de exercício, é muito importante desenhar pra poder visualizar melhor o sentido e a direção do campo e a corrente.


ID
1942639
Banca
Marinha
Órgão
CEM
Ano
2013
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Um gás sofre um ciclo de Carnot que opera entre temperaturas máxima e minima, respectivamente, de 160 K e 140 K. O rendimento desse ciclo é de:

Alternativas
Comentários
  • confirmem se tiver certo:

    T1 = 140 k

    T2 = 160 k

    h = 1 - (T1 / T2)

    h = 1 - (140 / 160)

    ...

    h = 1/8

    letra C


ID
1942642
Banca
Marinha
Órgão
CEM
Ano
2013
Provas
Disciplina
Física
Assuntos

Quatro cargas elétricas de 2C estão dispostas sobre os vértices de um quadrado que possui um metro de lado. Uma partícula de carga elétrica Qp é colocada rio baricentro deste quadrado de forma que a resultante das forças elétricas em cada vértice seja nula. Nessas condições, o valor de Qp é:

Alternativas
Comentários
  • Para que a resultante das forças em cada vértice seja nula: Qp será negativa.

    Cada uma das cargas sofre força das outras 4.

    Chamaremos as cargas nos vértices do quadrado de (+q), a carga central de (Q) e o lado de L. (q=2C e L=1m)

    Teremos: F= (k.q.q)/L²             (eq1)

    Chamaremos de F' a força de repulsão entre (+q) e (+q), com distância d= L.raiz de 2 (diagonal do quadrado)

    Logo, F'= [k.q²/(L.raiz2)²] = k.q²/(2L²)                  eq (2)

    Chamaremos de F'' a atração entre (+q) e (-Q), com distância entre as mesmas de d= (L.raiz2)/2 (metade da diagonal do quadrado)

    Logo, F''= [k.Q.q/(L.raiz2/2)²] = K.Q.q/(L/2) = 2K.Q.q/L              (eq3)

    Sabemos que a força resultante entre F e F é F.raiz2

    Agora temos F.raiz2 na mesma direção que F', e ambas na direção contrária de F''

    Fazemos então:

    (F.raiz2) + F'= F''

    Substituímos as eq 1,2 e 3 e achamos:

    Q= (2.raiz2+1)/2 , e como sabemos que a mesma tem carga negativa, a alternativa correta é a letra C.

     

    Bons estudos!

     


ID
1942645
Banca
Marinha
Órgão
CEM
Ano
2013
Provas
Disciplina
Química
Assuntos

Três sólidos estão em equilíbrio num mesmo líquido, todos com 2/3 de sua altura submersos: um cubo de aresta de 5cm, uma esfera de diâmetro de 5cm e um cilindro de base circular de 5cm de diâmetro e altura de 5cm. 0 cubo está com duas das faces na horizontal, e o cilindro tem as bases circulares na horizontal. Nessas condições, as densidades dos sólidos satisfazem:

Alternativas
Comentários
  • Alguém sabe?

  • Quando você iguala Peso e Empuxo nos 3 sólidos, chegará até d_líquido v_submerso = d_sólido v_total

    Para o cilindro e o cubo, v_submerso = 2/3 v_total, logo vc achará que d_líquido = 3/2 d_cubo e d_líquido = 3/2 d_cilindro

    Essa proporção não é válida para a esfera, pois o volume da mesma não varia linearmente com a sua altura


ID
1942648
Banca
Marinha
Órgão
CEM
Ano
2013
Provas
Disciplina
Física
Assuntos

Uma espira de área A > 0 é colocada num instante t1 num campo magnético uniforme de intensidade I > 0, perpendicularmente às linhas de indução magnética. A espira é movimentada nesse campo de forma que suas posições em relação às linhas de indução magnética nos instantes t2, t3, t4 e t5 (t1 < t2 < t3 < t4 < t5) sejam, respectivamente, paralela, perpendicular, perpendicular e paralela às linhas de indução magnética. Considerando os intervalos da forma [ti,tj], 1  i < j  5, pode-se afirmar que a força eletromotriz média na espira é nula apenas

Alternativas
Comentários
  • Alguém tem noção de como resolver essa daqui?

  • a fem induzida acontece com variação do campo, a letra (E) mostra todas as combinações nas quais a quantidade de linhas de campo dentro da referida espira não se alteram

  • Quando eu fiz a primeira vez não notei uma "pegadinha" nessa questão. Em relação apenas ao intervalo anterior, o único intervalo em que a FEM induzida na espira é 0 é no intervalo (T3, T4). Porém o exercício pede os intervalos na forma (Ti, Tj), onde 1<= i < j <= 5. Ou seja, você deve comparar todos os intervalos em que Ti < Tj. Comparar T1 com T2, depois com T3, com T4, com T5... Depois T2 com T3, com T4, com T5... e analisar em quais houve variação de fluxo magnético. No caso, letra E.


ID
1942651
Banca
Marinha
Órgão
CEM
Ano
2013
Provas
Disciplina
Física
Assuntos

Assinale a opção que completa corretamente as lacunas da sentença abaixo.

Numa mesa quadrada ABCD de lado 4 metros coloca-se, em cada um dos dois cantos consecutivos A e B, uma bola de massa 0,2 kg. No centro da mesa coloca-se uma terceira bola de mesma massa. Num instante to as bolas colocadas nos cantos A e B começam a mover-se em movimento retilíneo uniforme e após 22 segundos elas chocam-se com a bola que estava no centro da mesa. Após o choque, apenas a bola que estava no centro da mesa se move. Nessas condições, sobre o movimento dessa bola após o choque, é correto afirmar que sua velocidade é ________ m/seg, aproximando-se perpendicularmente do lado _____ da mesa.

Alternativas
Comentários
  • Alguém me ajuda a entender.

    Se em 2raiz(2) segundos as bolas chegam ao centro de uma mesa de lado 4 m, elas têm uma velocidade de 1 m/s.

    0,2*1 + 0,2*1 = 0,2 * V

    Mas assim V = 2 e não raiz(2).

  • Considera a colisão como perfeitamente elástica, ou seja, que houve a conservação de energia cinética. você vai chegar na resposta assim.

ID
1942654
Banca
Marinha
Órgão
CEM
Ano
2013
Provas
Disciplina
Física
Assuntos

Um ponto material de massa m = 1kg sobe, a partir do solo, uma rampa inclinada com 10 m de comprimento, em movimento retilíneo uniforme, com velocidade de intensidade 2 m/seg. Ao atingir o topo da rampa, a qual forma um ângulo de π/4 radianos com o solo, o ponto passa a se mover sob ação exclusiva da gravidade. Esse ponto atinge a altura máxima em relação ao solo após quantos segundos, contados a partir do instante em que o mesmo começa a subir a rampa?

Considere a aceleração da gravidade g=10m/seg2

Alternativas
Comentários
  • o ponto já gasta 5 seg pra subir a rampa (10m/ 2), a resposta só pode ser 5+ alguma coisa, letra D

  • Quando o material inicia o movimento em mru, temos que v= s/t = 10/2= 5m

    Depois temos que o movimento segue a ação da gravidade, aí o movimento é mruv

    temos que decompor x e y, como o ângulo no topo da rampa é de 45 graus.

    vx= v0* sen 45º = 2*√2/2 =√2 e vy= vo*cos 45º= √2.

    Vx=Vy=√2

    Para achar o tempo em MRUV, temos que:

    T= Vy/g= √2/10

    Então o tempo será : 5+√2/10 segundos

    LETRA D


ID
1942657
Banca
Marinha
Órgão
CEM
Ano
2013
Provas
Disciplina
Matemática
Assuntos

Um ponto material de massa m move-se no plano Oxy e, em coordenadas polares, as equações do movimento são r (t)=e-t, θ(t)= t, t ≥ 0. O instante de tempo T>0 em que a energia cinética desse ponto é metade da energia cinética que ele tinha no instante t=0 é: 

Alternativas
Comentários
  • alguem ?

  • Se r(t) = e^(-t). então a função da velocidade é v(t)= -e^(-t).

    A energia cinética tem a fórmula: Ec = mv²/2, portanto.

    A energia cinética para t = 0 é: m[v(0)]²/2

    A energia cinética no instante zero vale m/2. Para a energia cinética em outro instante valer a metade da inicial, é necessário que seja m/4.

    Agora basta resolver m/4 = [m*e^(-2t)]/2

    Multiplicando ambos os lados por 2/m, ficaremos com 1/2 = e^(-2t)

    É o mesmo que dizer que e^(2t) = 2

    Aplicando a raiz quadrada a ambos os termos. chegaremos a conclusão de que t = ln(raiz2).

  • A função velocidade, v(t), é a derivada da posição, r(t). Assim derivando a posição encontramos a função velocidade, como segue:

    dr/dt = e^(-t)*(d(-t)/dt) => dr/dt = e^(-t)*(-1) => dr/dt = -(e^(-t))

    Depois de ter encontrado a velocidade, pode-se encontrar a energia cinética que é o foco do exercício. Logo, energia cinética em t>0 tem que ser a metade que em t=0.

    Temos então:

    ((m*Vi^2)/2) = (((m*Vf^2)/2)*(1/2))

    sendo Vi a velocidade inicial e Vf a final. Cortando m pois está presente em ambos os lados se terá:

    ((Vi^2)/2) = ((Vf^2)/4) => (((-e^(-ti))^2)/2) = (((-e^(-tf))^2)/4), para ti=0 e tf=T, sendo T o instante que o exercício requisita. Então,

    (((-e^(-0))^2)/2) = (((-e^(-T))^2)/4) => (1/2) = (((-e^(-T))^2)/4) => 2 = ((-e^(-T))^2)

    Aqui é um ponto um pouco nebuloso no qual o exercício, durante a prova, pode causar alguma confusão. Contudo, cabe lembra que,

    (-a^(n)) = a^(n), se n for par e depois aplica-se

    (a^b)^c = a^(bc)

    Por fim, tem-se a equação final

    (e^2t) = 2

    Aplicando a raiz em ambos os lados (isso só se justifica para chegar ao valor que o exercício pede).

    sqrt(e^2t) = sqrt(2) => e^t = sqrt(2)

    Finalmente, aplica-se a propriedade do ln para extrair o exp. Tem-se então,

    ln(e^t) = ln(sqrt(2)) => t = ln(sqrt(2)). Letra D!

    Sobrevivemos e seguimos!

  • Ricardo Senandes você só fez confusão. Essa equação ((m*Vi^2)/2) = (((m*Vf^2)/2)*(1/2)) que você montou não faz sentido, pois o certo é primeiro pegar a energia cinética em t=0 e depois igualar a fórmula da energia cinética em t=T com a metade do que encontrou na primeira equação como foi apresentado pelo Wilson Jose Junior. E não se pode usar a identidade (-a^(n)) = a^(n) neste problema da forma que você usou pois o tempo não é inteiro.

    Uma dica adicional pra chegar no raiz de dois na resposta, é que no final chega em e^(-2T)=1/2; depois que se tira o ln dos dois lados fica: 2T=ln(2). Pra chegar na solução com a raiz, basta multiplicar os dois lados por 1/2, na esquerda fica T e na direita fica (1/2)ln(2), que pela propriedade do expoente ele pode ir para o argumento do ln e ficar raiz de dois no final

  • Por que não se considera teta(t) ao calcular a velocidade? Apenas derivamos r(t) e ignoramos o teta?

  • A velocidade em coordenadas polares é dada por v = r' na direção r e rθ' na direção θ.

    A energia cinética é EC = 0,5 m (r' ²+r² θ' ²); ou a soma dos quadrados de cada termo.

    Nesse caso, EC = 1/2 m (e^-2t + e^-2t) já que θ' = 1; EC = m e^-2t. Se desenvolver por aí, T = 1/2 ln2, e essa alternativa não existe.

    Os amigos nos comentários desenvolveram derivando apenas R(t) pra achar a velocidade, como se EC = 1/2 m r'², mas isso não tá certo. Só que encontram a alternativa certa partindo daí. Realmente muito confusa essa questão

  • Nessa questão, primeira coisa que temos que fazer é derivar a função de r(t) para acharmos a velocidade:

    r(t)= e^-t

    v(t)= -e^-t

    Aplicando a condição v(0)= -1

    Agora que achamos a velocidade, vamos usar a conservação da energia:

    Emec0= Emec1

    m*vt^2/2= m*v0^2 /4 (cortando a massa)

    4vt^2= 2vo^2

    v0^2/vt^2= 4/2

    v0/vt= √2

    vt= v0/√2 = -1/√2

    v0/vt= √2 = -e^-t= -1/√2

    Aplicando a propriedade de ln, temos que:

    ln e ^-t= ln 2^-1/2

    -t*1= -1/2 ln2

    t= 1/2 ln2 = ln(√2)

  • Aplicando o Mov. Circular: v(t)=w(t)r(t) ; onde V é a velocidade linear, w é a velocidade angular e r é o raio da trajetória.

    • v(t)=(dθ/dt)r(t) => v(t)=1.e^-t (I)

    Aplicamos para t=0 => v(0)=1

    O problema diz que: Ect = (Ect0)/2

    • (mvt²)/2 = (mv0²)/2 => v(t) = 1/√2 (II)

    Subst. (I) em (II):

    1/√2 = e^-t ; aplica ln de ambos os lados

    *Lembre que: i) log da divisão é o log da subtração; ii) ln1=0; iii) Regra do Peteleco; iv) ln(e) =1

    ln1 - ln√2 = -t

    Com o efeito,

    t = ln√2


ID
1942660
Banca
Marinha
Órgão
CEM
Ano
2013
Provas
Disciplina
Matemática
Assuntos

Em uma mesa há três urnas, denotadas A, B e C, e em cada uma das urnas há três bolas, uma branca, uma amarela e uma vermelha. Escolhe-se uma cor para pintar uma placa usando o seguinte procedimento: sorteia-se uma bola da urna A e uma bola da urna B. Se as duas bolas sorteadas têm uma mesma cor essa será a cor da placa, caso contrário colocam-se as duas bolas sorteadas na urna C e, depois, retira-se ao acaso uma das bolas desta urna e a cor desta bola será a da placa.

Qual é a probabilidade de ser escolhida a cor vermelha para a placa, tendo sido sorteada no processo apenas uma bola de cor vermelha?

Alternativas
Comentários
  • Probabilidade da primeira sair ou branca ou amarela

    2/3

    Probabilidade da segunda sair uma unica cor que nao seja nem vermelho nem a primeira sorteada

    1/3

    Probabilidade da ultima ser vermelha

    1/5

    Como são eventos independentes:

    2/3*1/3*1/5 = 2/45

    Letra B

  • Acredito q a questão esteja equivocada. O raciocínio acima do colega está correto, porém quando se coloca as bolas sorteadas na urna C, a probabilidade de sair vermelha é de 2/5, sendo assim a resposta deveria ser a letra C (4/45).

  • Ricardo Inacio o único jeito de ter 2 bolas vermelhas na urna C é uma bola vermelha ser sorteada das urnas A ou B no início. A pergunta pede a situação onde a bola vermelha é sorteada apenas 1 vez em todo o processo


ID
1942663
Banca
Marinha
Órgão
CEM
Ano
2013
Provas
Disciplina
Matemática
Assuntos

As transformações lineares T(x, y ) = (3x-y, x+y) e S (x, y) = (2x+2y, αx+2y) são tais que T(x,y) e S(x,y) são perpendiculares para todos os vetores (x,y) do plano. Então α é igual a:

Alternativas
Comentários
  • Se as transformações são perpendiculares, significa que o produto escalar de um vetor pelo outro é igual a zero.

    (3x-y)(2x+2y) + (x+y)(ax+2y) = 0

    6x² + 6xy + ax² + axy = 0

    ax² + axy = - 6x² - 6xy (igualdade de polinômios)

    a = - 6


ID
1942666
Banca
Marinha
Órgão
CEM
Ano
2013
Provas
Disciplina
Matemática
Assuntos

 O volume da região R={ (x,y, z) R3: 0  ≤  ≤ 1, x ≤ 1, 0 ≤  x2+ y4} é
igual a:

Alternativas
Comentários
  • GAB C)

    IFz = Integral[0,x^2 + y^4](1 dz) -> IFz = x^2 + y^4

    IFy = Integral[x,1]( IFz dy ) -> IFy = x^2 +1/5 - x^3 - x^5/5

    IFx = Integral[0,1](IFy dx) -> IFx[0,1] = x^3/3 + x/5 -x^4/4 - x^6/30

    IFx = 1/3 + 1/5 - 1/4 - 1/30

    IFx = 1/4

     


ID
1942669
Banca
Marinha
Órgão
CEM
Ano
2013
Provas
Disciplina
Matemática
Assuntos

A solução φ(t) = (x (t) , y(t), z(t), w(t)) do sistema de equações:

x' =y, y' = - x, z' =w, w' =- k2z,

que satisfaz a condição inicial φ(0) = (1,0,0,1) é periódica.

Nessas condições, é correto afirmar que:

Alternativas
Comentários
  • alguém ?

  • Essa é difícil de interpretar de primeira!

    Basicamente é uma pergunta na área de equações diferenciais, mas você só vai resolver derivadas simples.

    A primeira "sacada" é entender que como Phi(t) é uma solução periódica, x(t),y(t),z(t) e w(t) devem ser funções periódicas, e o difícil (pelo menos pra mim) é enxergar que estas funções podem ser algo parecido com sen(t) e cos(t)

    Beleza, depois disso é deduzir quais são as funções x(t),y(t),z(t) e w(t) a partir do sistema de equações dado e também da condição inicial.

    Pela condição inicial, sabemos que para x(t) e y(t):

    x(0) = 1 e y(0) = 0

    x'=y e y'=-x -> x=-y' e y=x'

    Como cos0=1 e sen0=0 podemos deduzir então que x(t)=cos(t) e y(t)=-sen(t)

    Pela condição inicial, sabemos que para z(t) e w(t):

    z(0) = 0 e w(0) = 1

    z'=w e w'=-k^2z -> z=-w'/(k^2) e w=z'

    Agora vem mais uma maldade dessa pergunta pra te tirar tempo:

    Como cos0=1, podemos deduzir que w(t) é uma função cosseno, você pode deduzir que:

    w(t)=cos(k^2 t) e z(t)=sen(k^2 t)

    OU

    w(t)=cos(k t) e z(t)=sen(k t)/k

    Mas cuidado, para que w=z' seja satisfeita apenas a segunda opção é verdadeira.

    Agora vem mais uma análise pra finalmente chegar na resposta. Para uma função f(x) ser periódica com um período T por exemplo, f(x) tem que ser igual a f(x+nT), com n sendo qualquer inteiro.

    No problema, x(t) e y(t) são seno e cosseno com período m*2pi, enquanto que z(t) e w(t) são funções com período n*2pi/k. Aqui, o n é uma variável diferente de m pois mais na frente vamos considerar que o argumento das duas é diferente. Para que x,y,z e w sejam periódicas com o mesmo período, n*2pi/k deve ser igual a n*2pi, logo:

    n*2pi/k=m*2pi

    k=(n/m).

    Analisando as respostas:

    a)k é um número racional

    b)k não pode ser zero pois está no denominador de z(t)

    c)k pode ser negativo

    d)a resposta correta :D

    e)k é um número racional

  • se vc fizer

    z(t) = sen t

    w(t) = z'(t) = cos t

    z(0) = 0 e w(0) = 1, ok.

    w'(t) = - k^2 * z(t)

    -sen t = - k^2 * sen t

    k^2 = 1

    k = +- 1

    Letra (a) ja responderia a questão, mas a (d) é mais completa, por isso é o gabarito.


ID
1942672
Banca
Marinha
Órgão
CEM
Ano
2013
Provas
Disciplina
Matemática
Assuntos

A massa da chapa fina dada por x = u, y = v, z = u+v, 0≤ ≤ 1, 0≤ ≤ 1,
que tem densidade superficial f(x,y,z)= x+2y+z, é igual a:

Alternativas
Comentários
  • integral dupla de f(x,y,z)ds

    f(x,y,z)=x+2y+z=u+2v+u+v=3v+2u

    ds=

    || i j k ||

    ||1 0 1 ||

    ||0 1 1 ||

    raiz quadrada [(-1)²+(-1)²+1²]= raiz 3 dvdu

    integral [0-1] integra[0-1] (3v+2u)* raiz 3 dvdu =5 (raiz 3)/2


ID
1942678
Banca
Marinha
Órgão
CEM
Ano
2013
Provas
Disciplina
Matemática
Assuntos

As funções f(x)= x2 e g(x)= cx3, com c>0, são tais que o conjunto R = {(x,y)∈R2: 0 ≤ x ≤ 1/c, g(x) ≤ y ≤ f (x) } tem área 18. Sendo assim, pode-se afirmar que c é igual a:

Alternativas
Comentários
  • Para calcular essa área, temos:

    18= ∫ 0-> 1c (x^2) dx - ∫ 0-> 1/c (c*x^3) dx

    x^3/3 - c*x^4/4

    Colocando os intervalos de integração, fica:

    1/3c^3 - 1/4c^3= 18

    4-3/12c^3 =18

    c^3 = 1/216

    c= 1/6

    LETRA B


ID
1942681
Banca
Marinha
Órgão
CEM
Ano
2013
Provas
Disciplina
Matemática
Assuntos

A derivada de f(x) = sin(1 -e2x) no ponto x=0 é:

Alternativas