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Prova Marinha - 2016 - CEM - Primeiro Tenente - Para todas as Engenharias


ID
1981525
Banca
Marinha
Órgão
CEM
Ano
2016
Provas
Disciplina
Matemática
Assuntos

Seja h:|R → |R contínua e suponha que f : |R →|R e g: |R →|R são soluções da equação diferencial y'' +y' -2y= h(x) , tais que f(0)=g(0) e f' (0) =g' (0) +3 . Então f (ln (2)) -g(ln (2)) é igual a 

Alternativas
Comentários
  • Alguem conseguiu resolver?

    Se sim, por favor postem !!

  • Usando a equação característica para essa equação diferencial fica:

    u^2+u-2=0 (só precisa resolver a parte da equação homogênea), soluções : u1=1 e u2=-2

    Logo a solução fica, y(t)=C1*exp^(u1*t)+C2*exp^(u2*t)

    Solução da equação f(t) = F1*exp^(t)+F2*exp^(-2*t)   e f'(t) = F1*exp^(t)-2*F2*exp^(-2*t)

    Solução da equação g(t) = G1*exp^(t)+G2*exp^(-2*t) e g'(t) = G1*exp^(t)-2*G2*exp^(-2*t)

    Sabendo que f(0)=g(0) e f'(0)=g'(0)+3 

    F1+F2 = G1+G2 ==> F1-G1 = G2-F2 (1)

    F1-2*F2 = G1-2*G2 + 3 ==> F1-G1 = 2*(F2-G2)+3 (2)

    Combinando (1) e (2),

    G2-F2 = 2*(F2-G2)+3 ==> 3*G2-3*F2 = 3 ==> G2-F2 = 1 ou F2-G2 = -1 (3)

    Resolvendo f (ln (2)) -g(ln (2)) fica: (bom saber que exp^(ln x) = x)

    F1*2+F2*(1/4)-G1*2-G2*(1/4) = 2*(F1-G1)+(1/4)*(F2-G2), usando (1) e (3)

    2*(G2-F2)+(1/4)*(F2-G2) = 2*1+(1/4)*(-1) = 2-(1/4) ===> (7/4) letra c.

     

     

     

     

  • Luiz, sua solução faria sentido se a equação fosse y"+y'-2y=0, mas no caso é igual a h(x). Incrivelmente deu certo. Ou tem algum pulo do gato aí que eu não peguei ou foi sorte. kkkkkk Consegue me explicar por que você fez isso?

  • Complementando a resposta do Luiz...

    A solução de uma EDO do 2º grau não homogênea do tipo

    Eq1: a*y''+b*y'+c*y = h(x),

    com h(x) diferente de zero, é dada por

    Eq2: y = y_p + y_c,

    sendo y_p dependente de h(x) e y_c a solução homogênea de Eq1, ou seja, com h(x) = 0. Como a EDO é do 2º grau,

    Eq3: y_c = y_1 + y_2

    Já que nesse problema não é informado h(x), assume-se que f(x) e g(x), soluções de Eq1, são y_1 e y_2. A partir disso, pode-se encontrar as soluções homogêneas y_1 e y_2 transformando a Eq1 em um polinômio do 2º grau e encontrando suas raízes, como

    Eq4: r^2 + r - 2 = 0 = (r-1)*(r+2)

    Então, f(x) = c_1*exp(x) e g(x) = c_2*exp(-2*x). Usando as condições iniciais, conclui-se que c_1 = c_2 = 1. Em seguida é só resolver a diferença pedida no final do problema...

    Eq5: f(ln(2)) - g(ln(2)) = exp(ln(2)) - exp(-2*ln(2)) = 2 - exp(ln(2^-2)) = 2 - 2^-2 = 2 - 1/4 = 7/4

  • A questão diz que f e g são soluçoes da equação, por isso não há problema em assumir que f(x) = A.e^(-2x) e g(x) = B.e^x, uma vez que solução particular Yp seria uma terceira solução que se juntaria à solução da homogênea para forma a solução geral Y(x) = f(x) + g(x) + Yp.

    Resolvendo com as condições dadas inicialmente encontra-se que A = B = -1

    Dai então é só substituir ln(2) e resolver.


ID
1981537
Banca
Marinha
Órgão
CEM
Ano
2016
Provas
Disciplina
Matemática
Assuntos

O rotacionai do campo vetorial F(x,y,z) = (x cos (yz) , y sín (xz) , z) no ponto (0, π , -π ) é igual a 

Alternativas
Comentários
  • F(x,y,z)= f(x,y,z) i + g(x,y,z) j + h(x,y,z) k

    rotF= ( derivada de h em relação a y - derivada de g em relação a z) i +( derivada de f em relação a z - derivada de h em relação a x) j +(derivada de g em relação a x - derivada de f em relação a y) k 

    Substitui onde tem x=0  y= pi e z= -pi

    Resultado = (0,0,-pi²)


ID
1981540
Banca
Marinha
Órgão
CEM
Ano
2016
Provas
Disciplina
Matemática
Assuntos

 O sólido obtido pela rotação da região {(x,y)e lR2: 0 ≤ ≤ 1, 0  y  x2} em torno do eixo dos x tem volume igual a

Alternativas
Comentários
  • Fiz por integral tripla

    V=int[0,1]int[0,x^2]int[0,pi*x^2]dzdydx

    V=int[0,1]int[0,x^2]pi*x^2dydx

    V=int[0,1]pi*x^4dx

    V=pi*(x^5)/5 no intervalo [0,1]

    V=pi/5

  • V=int[0,1]π*(x²)²dx

    V= π/5

  • Volume de sólido obtido pela rotação em torno do eixo x, também chamado de método do disco:

    V = integral[a,b] pi. [f(x)]^2 dx

    Na questão, a e b são os limites de x, logo a = 0 e b = 1, f(x) = x^2

    V = int[0,1] pi. [x^2]^2 dx = pi.int[0,1] x^4 dx = pi. [x^5/5][0,1] = pi/5 (Gabarito: A)


ID
1981543
Banca
Marinha
Órgão
CEM
Ano
2016
Provas
Disciplina
Matemática
Assuntos

Uma função h: ℜ → ℜ é derivável, crescente e h(0)=0, Se g(x) = h(sin(h(x))) satisfaz g'(0)= 4, então h' (0) é igual a 

Alternativas
Comentários
  • Poderiam me explicar essa questão em detalhes? Grato.

  • Eu fiz da seguinte forma:

    utilizei a regra da cadeia: y = f(x) -> y' = f'(g(x)).g'(x).x' = f'(g(x)).g'(x)

    Derivando g(x) teremos g'(x) = h'(sin(h(x))).sin'(h(x)).h'(x)

    fazendo x = 0 .: g'(0) = h'(sin(h(0))).sin'(h(0)).h'(0)       (h(0)=0; sin(0)=0; cos(0)=1; g'(0)=4)

                              4 = h'(0).(1).h'(0) .: h'(0)^2 = 4 .: h'(0) = sqrt(4) = + ou - 2

                              h'(0) = +2     (h(x) é crescente)


ID
1981546
Banca
Marinha
Órgão
CEM
Ano
2016
Provas
Disciplina
Matemática
Assuntos

Se a transformação linear T (x, y, z) = (z- λy, x+z, y+x) , (x,y,z) e ℜ3, tem (1,1,1) como autovetor, então λ é igual a 

Alternativas
Comentários
  • Alguém poderia me ajudar nessa questão. No que estou errando:

    T(v)= λ(v)

    T(1;1;1) = (1-λ; 1+1;1+1)

    λ(1;1;1)  = (1-λ ; 2 ; 2)

      λ= 1 - λ .... 2λ=1 ..... λ=1/2

  • Nesse caso, o λ não é o mesmo para achar o autovetor. Autovetor -> T(v) = A(v)

    A(v) = (1,1,1)

    T(x,y,z) = (z-λy, x+z, y+x)

    T(1,1,1) = A.(1-λ, 2, 2)

    1=A.2 -> A=1/2

    1=A.(1-λ) -> 1=1/2.(1-λ)  -> 1=1/2-λ/2 -> 1/2=-λ/2

    Logo, λ=-1


ID
1981549
Banca
Marinha
Órgão
CEM
Ano
2016
Provas
Disciplina
Física
Assuntos

Um ponto material de massa m move-se em um plano vertical numa circunferência S, de centro 0 e raio R = 1m, cujo ponto mais alto é A. Esse ponto material está na extremidade livre de uma mola que obedece a lei de Hook, tem constante elástica k e seu comprimento natural é de 2 metros. A outra extremidade dessa mola está fixa no ponto A de S. As únicas forças que agem no ponto material são a força peso e a força elástica da mola, e, no instante inicial, ele está em repouso num ponto P de S tal que o ângulo OÂP é 60°. Se a aceleração da gravidade no local é g, a velocidade do ponto material, ao passar pelo ponto de S diametralmente oposto a A, tem módulo

Alternativas
Comentários
  • Alguém conseguiu?


  • Alguém sabe resolver essa questão? Por favor me ajudem!!!

  • Conseguimos resolver pela conservação da energia: E1 = Eela + Epot = E2 = Epot + Ecin

    E1= k/2 + mg/2 e E2 = -mg + mv^2/2 , então temos v=raiz((k+3mg)/2). Obs: Obtemos a altura ao perceber que o triângulo KPO é equilátero.

  • (Kx^2)/2 + mgh = (mv^2)/2. Note que x= 1 e h = 1 +sen 30. Logo isolando v encontra-se a resposta do item E.

  • Exercício resolvido através do conceito de Conservação de Energia: E1 = E2.

    Sabe-se que estamos lidando com um circunferência de raio igual a 1, com extremidades A e S (opostos). Assim, toma-se que A e S estão no eixo y (vertical), estando A em "1" e S em "-1".

    Outro dado importante é que o ângulo OÂP é de 60º o que nos permite entender que O, A e P são vértices de um triângulo equilátero (todos lados iguais). Assim, temos dois momentos:

    1) Ponto A: x = 1 (referente à mola que se encontra entre A e P); h = 1/2 (projeção de P no eixo y)

    2) Ponto S: h = -1 (oposto ao ponto mais alto 'A' = 1)

    Dessa forma, pode-se calcular:

    E1 = E2

    Eel,A + Epg,A = Epg,S + Ec,S

    (k.x^2)/2 + mg(h1) = mg(h2) + (m.v^2)/2

    (k.1^2)/2 + mg(1/2) = mg(-1) + (m.v^2)/2

    k/2 + mg/2 = -mg + (m.v^2)/2 (x2)

    k + mg = -2mg + m.v^2

    k + 3mg = m.v^2

    v^2 = (k+3mg) / m

    v = sqrt [ (k+3mg) / m ]

    Letra E


ID
1981555
Banca
Marinha
Órgão
CEM
Ano
2016
Provas
Disciplina
Engenharia Química e Química Industrial
Assuntos

Em uma máquina térmica, um gás, que ocupa inicialmente um volume V, é mantido a uma pressão constante P e sofre uma expansão, ao final da qual ocupa um volume 2V. Nessa expansão, a máquina recebe uma quantidade de calor Q e sua energia interna não se altera, então

Alternativas
Comentários
  • w= integral de P dV = P*(V2-V1) 

    deltaU=Q-W  energia interna não se altera, então delta U=0

    logo Q=W = P*(V2-V1) = P*(2V-V) = P*V 

    Resposta letra C.

     

  • Vamos lá!

    A questão fala que o ΔU não se altera e a Pressão é cte.

    Aplicando a 1º Lei da Termodinâmica, temos:

    ΔU = Q - W

    Q = ΔU + W , como ΔU = 0 (enunciado), temos que:

    Q = W (Calor = Trabalho);

    O W é descrito em relação a variação do volume, ΔV.

    W = P x ΔV = P x (2V - V)

    W = PV

    Letra C


ID
1981561
Banca
Marinha
Órgão
CEM
Ano
2016
Provas
Disciplina
Física
Assuntos

Um ponto material de massa m está em um eixo horizontal Ox preso às extremidades livres de duas molas de constante elástica k. A primeira mola tem a extremidade fixa no ponto de coordenada x=0 do eixo e seu comprimento natural é 6 , a segunda mola tem a extremidade fixa no ponto de coordenada x=10 e seu comprimento natural é 7. As únicas forças que agem no ponto material são as exercidas pelas molas, que obedecem a Lei de Hook. Nessas condições, o ponto material fica em equilíbrio ao ser colocado em repouso no ponto de coordenada

Alternativas
Comentários
  • Lei de hook, F = k*x

    F1 = k*deltaX  e F2 = k*deltaY

    F1 = F2 ==> deltaX = deltaY

    deltaX = xf-xi = xf-6

    deltaY = yf-yi =yf-7

    sendo, yf=10-xf

    xf-6=yf-7 ==> xf-6 = 10-xf - 7 ==> 2*xf = 10-7+6 ==> xf = 9/2 ==> xf = 4.5

    Logo, xf = 4.5 ,  alternativa b)

     

  • Eu pensei da seguinte forma: se a primeira mola tem L= 6 a segunda L= 7, na horizontal, as duas molas juntas tem o comprimento natural de L=13, Se o x total dessa mola é igual a 10, então significa que essa mola está sendo esticada em x=3

    Sabemos que a lei de hook a f= k*ax

    Então, temos que ax1+ax2= 3 (que é justamente o quando a mola está estendida)

    2ax=3

    ax= 1,5

    Temos que (7-1,5)+(6-1,5) = 10 ( confirmando o cálculo)

    A mola é estendida x=1,5 cada de mola, e o único ponto possível para estar em equilíbrio é 4,5.

    Confirmando: (7-4,5)- (6-4,5)= 1 (em equilíbrio)


ID
1981564
Banca
Marinha
Órgão
CEM
Ano
2016
Provas
Disciplina
Física
Assuntos

Os pontos materiais P1, P2 e P3, de massas, respetivamente, m, 2m, e 4m, estão num plano horizontal xy. Os pontos P1 e P2 inicialmente estão parados no eixo x, encostados na origem, e P3 move-se no eixo y, com velocidade constante v3 = (0,3), até chocar-se simultaneamente com P1 e P2, e após o choque P3 fica parado. Se a velocidade de P1 depois do choque é v1 = (2,2), então a velocidade v2 de P2 depois do choque é 

Alternativas
Comentários
  • Q_in=Q_fin ,  onde Q_in=m(3)*v(3) e Q_fin=m(1)*v(1)+m(2)*v(2)

    Q_in=4m*(0,3) ==> Q_in=(0,12m)

    Q_fin=m*(2,2)+2m*(v2x,v2y) ==> Q_fin=(2m,2m)+(2m*v2x,2m*v2y)

    (2m,2m)+(2m*v2x,2m*v2y) = (0,12m),

    (2m+2m*v2x)+(2m+2m*v2y) = (0,12m),

    em x, 2m+2m*v2x = 0 , v2x = -2m/2m ==> v2x=-1,

    em y, 2m+2m*v2y = 12m , v2y = 10m/2m ==> v2y=5,

    logo, V2=(-1,5) ,  alternativa e)

     

     

  • mas a fórmula da energia cinética não é Ec= (M*(V^2))/2  ?

  • Pedro Otávio, a fórmula (m . v) utilizada é referente ao Momento Linear, não a Energia Cinética.

  • Resolução: https://brainly.com.br/tarefa/28408834


ID
1981570
Banca
Marinha
Órgão
CEM
Ano
2016
Provas
Disciplina
Física
Assuntos

Em cada uma de cinco cubas iguais cheias de água é colocado um sólido e parte da água se derrama, de modo que a cuba continue com água até sua borda e o sólido fique em equilíbrio. Os sólidos não encostam na lateral das cubas, nem no fundo delas.

Os sólidos são:

um cubo de aresta 1 cm e densidade d1 = 0,9 g/cm3;

um cubo de aresta 2 cm e densidade d2 = 0,5 g/cm3;

um cubo de aresta 3 cm e densidade d3 = 0,1 g/cm3;

uma esfera de raio 1 cm e densidade d4 = 0,9 g/cm3; e

uma esfera de raio 2 cm e densidade d5 = 0,1 g/cm3.

Sendo assim, a cuba da qual mais água é derramada no processo é a que recebe

Alternativas
Comentários
  • m1 = 1*0.9 = 0.9g

    m2 = 2^3*0.5 = 4g

    m3 = 3^3*0.1 = 2.7g

    m4 = (4/3*pi)*0.9 = 1.2*pi g

    m5 = (4/3*pi)*8*0.1 = 1.07*pi g

    Logo, o maior valor de m é o sólido 2, alternativa b)

  • Temos que o volume deslocado é o mesmo que o volume do sólido que está debaixo d'água.

    Como todos têm densidade menor que da água, eles irão flutuar.

    Fazendo a relação de força resultante com peso e empuxo conseguimos que a relação entre o volume de água deslocado (Vd) e o volume total do sólido (Vt) é igual a densidade do sólido dividida pela densidade da água.

    Assim:

    (1) Vd = 90%Vt -> Vd = 0,9 * 1^3 = 0,9

    (2) Vd = 50%Vt -> Vd = 0,5*2^3 = 4

    (3) Vd = 10%Vt -> Vd = 01*3^3 = 2,7

    (4) Vd = 90%Vt -> 0,9 * (4/3)*pi =1,2*pi

    (5)Vd = 10%Vt -> 0,1*(4/3)*pi*2^3 = (3,2/3)*pi aproximadamente pi