gabarito - 2º turno - 2ª série - 2016

COLÉGIO PEDRO II – CAMPUS TIJUCA II
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
COORDENADOR: PROFESSOR JOSÉ FERNANDO
1ª CERTIFICAÇÃO/2016 - FÍSICA – 2a SÉRIE – 2o TURNO
PROFESSORES: ROBSON / JULIEN / J. FERNANDO / BRUNO / THIAGO / RONALDO
GABARITO
ATENÇÃO
Verifique se a prova que esta recebendo consta de quatro páginas numeradas de 1 a 4 e impressas com:
 1ª parte – quatro questões objetivas.
 2ª parte – seis questões discursivas.
1a PARTE – OBJETIVA – 1,0 ponto
O gráfico a seguir modela a distância percorrida, em km, por uma
pessoa em certo período
de tempo. A escala de
tempo a ser adotada
para o eixo das abscissas depende da maneira como essa pessoa se desloca. Qual é a opção que apresenta a melhor associação entre meio ou forma de locomoção e unidade
de tempo, quando são percorridos 10km?
(A) carroça – semana
(B) carro – dia
(C) bicicleta – minuto
(D) caminhada - hora
(E) avião – segundo
2a QUESTÃO (0,25 ponto)
Uma das razões para pensar sobre física dos super-heróis é, acima de tudo, uma
forma divertida de explorar muitos fenômenos físicos interessantes, desde fenômenos corriqueiros até eventos considerados fantásticos. A figura seguinte mostra o Super-homem lançando-se no espaço para chegar ao topo de um prédio de altura H.
Seria possível admitir que com seus superpoderes
ele estaria voando com propulsão própria, mas considere que ele tenha dado um forte salto. Neste caso,
sua velocidade final no ponto mais alto do salto deve
ser zero, caso contrário, ele continuaria subindo.
Sendo g a aceleração da gravidade, a relação entre
a velocidade inicial do Super-homem e a altura atingida é dada por: v ² = 2gH. A altura que o Superhomem alcança em seu salto depende do quadrado
de sua velocidade inicial porque
(A) a altura do seu pulo é proporcional à sua velocidade média multiplicada pelo tempo que ele permanece no ar ao quadrado.
(B) o tempo que ele permanece no ar é diretamente
proporcional à aceleração da gravidade e essa é
diretamente proporcional à velocidade.
(C) o tempo que ele permanece no ar é inversamente proporcional à aceleração da gravidade e
essa é inversamente proporcional à velocidade
média.
(D) a aceleração do movimento deve ser elevada ao
quadrado, pois existem duas acelerações envolvidas: a aceleração da gravidade e a aceleração
do salto.
(E) a altura do seu pulo é proporcional à sua velocidade média multiplicada pelo tempo que ele permanece no ar, e esse tempo também depende da
sua velocidade inicial.
3a QUESTÃO (0,25 ponto)
Uma pequena caixa é lançada
sobre um plano inclinado e, depois
de um intervalo de tempo, desliza
com velocidade constante. Observe a figura, na qual o segmento orientado indica
a direção e o sentido do movimento da caixa. Entre
as representações abaixo, a que melhor indica as
forças que o plano exerce sobre a caixa é:
Coordenador - Rubrica
1 – Colégio Pedro II - Campus Tijuca II
1a QUESTÃO (0,25 ponto)
PROVA 1a CERTIFICAÇÃO DE FÍSICA
2ª SÉRIE – 2O TURNO
Ensino Médio
GABARITO
4a QUESTÃO (0,25 ponto)
Sobre a 1ª Lei de Newton: Inércia são feitas cinco
afirmações, uma delas está errada. Marque a opção
que está errada.
(A) para manter o seu estado de inércia é necessário
que o corpo esteja em movimento retilíneo uniforme ou em repouso.
(C) quando o corpo quebra seu estado de inercia, o
faz por execução de uma força externa que provoca aceleração.
(D) se o espaço for restrito é impossível manter o estado de inércia de um corpo.
(E) a massa de um corpo pode ser considerada um
fator inercial.
(B) se o corpo possui velocidade constante, não interessando a sua trajetória ele satisfaz a condição para manter o seu estado de inércia.
RESPOSTA DA 1a PARTE
1a Q
(A)
(B)
(C)
(D)
2a Q
(A)
(B)
(C)
(D)
3a Q
(A)
(B)
(C)
(D)
4a Q
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
(E)
(E)
(E)
ATENÇÃO
I. Não é permitido rasurar o quadro de respostas.
II. Marque apenas uma opção em cada questão.
III. Não é permitido o uso do corretor.
2a PARTE – DISCURSIVA – 6,0 pontos
5a QUESTÃO (1,0 ponto)
Um ciclista realiza um movimento uniforme e seu espaço s varia com o tempo conforme indica o gráfico. Determine:
(A) o espaço inicial s0 e a velocidade escalar v. Justifique sua resposta;
so = 10m
Considerando a relação para o cálculo da velocidade:
∆s
0  (10)
10
v=
v=
 v=
∆t
20
2
Logo:
v = 5,0m/s
(B) o tipo de movimento de acordo com a velocidade. Justifique sua resposta.
Sendo a velocidade positiva (v > 0) podemos afirmar que o movimento é progressivo.
Coordenador - Rubrica
2 – Colégio Pedro II - Campus Tijuca II
A posição inicial corresponde ao instante t = 0. Logo:
PROVA 1a CERTIFICAÇÃO DE FÍSICA
2ª SÉRIE – 2O TURNO
Ensino Médio
GABARITO
6a QUESTÃO (1,0 ponto)
Um veículo parte do repouso em movimento retilíneo e acelera com aceleração escalar constante e igual a
2,0m/s2. Calcule a sua velocidade escalar e a distância percorrida após 3,0 segundos.
Considerando a função da velocidade no movimento variado:
v = vo + a × t  v = 0 + 3 × 2  v = 6,0m/s
Considerando a equação de Torricelli, podemos escrever:
v2 = v2o + 2 × a × ∆s  62 = 02 + 2 × 2 × ∆s  ∆s =
36
4
Logo:
s = 9,0m
7a QUESTÃO (1,0 ponto)
Um pequeno objeto é largado do 15° andar de um edifício e cai, com atrito do ar desprezível, sendo visto 1,0s
após o lançamento passando em frente à janela do 14° andar. Em frente à janela de qual andar ele passará 2,0s
após o lançamento? Admita g = 10m/s².
Considerando a queda livre do objeto, podemos escrever:
g × t2
10 × 12
h=
h=
 h = 5,0m (afastamento de um andar)
2
2
Calculando a distância percorrida na queda em dois segundos:
g × t2
10 × 22
h=
h=
 h = 20m (afastamento de quatro andares)
2
2
Logo, ele passará, em dois segundos de queda, pelo andar:
15º andar – 04 andares  11º andar
O bloco A da figura tem massa m A = 80kg e o bloco B tem massa m B = 20kg. A
força F tem intensidade de 600N. Os atritos e as inércias do fio e da polia são desprezíveis. Determine:
(A) a aceleração do conjunto;
De acordo com a figura, podemos escrever:
F – PB = Fresultante  F – mB × g = mtotal × a  600 – 20 × 10 = (80 + 20) × a  a = 4,0m/s2
(B) A tração no fio que une os blocos.
De acordo com a figura, podemos escrever:
F – T = Fresultante em A  F – T = mA × a  600 – T = 80 × 4  T = 600 – 320
Logo:
T = 280N
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3 – Colégio Pedro II - Campus Tijuca II
8a QUESTÃO (1,0 ponto)
PROVA 1a CERTIFICAÇÃO DE FÍSICA
2ª SÉRIE – 2O TURNO
Ensino Médio
GABARITO
9a QUESTÃO (1,0 ponto)
Na montagem experimental ilustrada a seguir, os fios e a polia têm massas desprezíveis e podese desconsiderar o atrito no eixo da polia. Considere g = 10m/s². Determine:
(A) A aceleração do conjunto;
De acordo com a figura podemos escrever:
PB – PA = Fresultante  mB × g  mA × g = mtotal × a
Logo:
30 × 10 – 10 × 100 = (10 + 30) × a  300 – 100 = 40 × a
Assim:
a = 5,0m/s2
(A) A tração no fio que liga os blocos.
De acordo com a figura podemos escrever:
PB – T = Fresultante em B  mB × g  T = mB × a
Logo:
30 × 10 – T = 30 × a  300 – T = 30 × 5  T = 300 – 150
Assim:
T = 150N
10a QUESTÃO (1,0 ponto)
Uma empresa de transportes faz a entrega de produtos para um supermercado.
Um desses produtos é de dimensões consideráveis e peso igual a 200N, o que
requer o uso de uma máquina simples (plano inclinado) para facilitar a descarga.
Suponha que a inclinação do plano de apoio seja de 30º, em relação à horizontal,
e não seja suficiente para provocar o deslizamento da caixa rampa abaixo. Desconsidere as forças de atrito. Resolva, para a situação proposta, as questões que se seguem:
(B) calcule a intensidade da força que deve ser aplicada para fazer o bloco subir o plano com aceleração de
2,0m/s². Justifique sua resposta.
De acordo com a figura podemos escrever:
F – Px = Fresultante  F  m × g × sen 30º = m × a
Logo:
F – 200 × 0,5 = 20 × 2  F – 100 = 40  F = 140N
T = 150N
Coordenador - Rubrica
4 – Colégio Pedro II - Campus Tijuca II
(A) represente graficamente as forças que atuam sobre a caixa;