1 gabarito - Portal Tijuca CP2

COLÉGIO PEDRO II – CAMPUS TIJUCA II
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
COORDENADOR: PROFESSOR JOSÉ FERNANDO
PROVA FINAL DE VERIFICAÇÃO (PFV) – FÍSICA – 2a SÉRIE – 2o TURNO
PROFESSORES: JULIEN / J. FERNANDO / ROBSON / ALCIBÉRIO / RAMON / RONALDO
LABORATÓRIO DE FÍSICA: TECNICO CAIO JORDÃO
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 cada uma com valor 0,25.
 2ª parte – seis questões discursivas cada uma com valor 1,5.

1a PARTE – OBJETIVA – 1,0 ponto
1a QUESTÃO (0,25 ponto)
(B) a razão entre o cubo do seu período e o cubo do
raio médio da sua trajetória é uma constante.
Um bloco, deslizando com velocidade v sobre
uma superfície plana sem atrito, colide com outro
bloco idêntico, que está em repouso. As faces dos
blocos que se tocam na colisão são aderentes, e
eles passam a se mover como um único objeto. Sobre esta situação, são feitas as seguintes afirmações:
I. Antes da colisão, a energia cinética total dos
blocos e o dobro da energia cinética total após
a colisão.
II. Ao colidir, os blocos sofreram uma colisão elástica.
III. Após a colisão, a velocidade dos blocos é v/2.
Pode-se afirmar que é verdadeira apenas:
(C) o raio vetor que liga o cometa ao Sol varre áreas
iguais em tempos iguais.
(D) o cometa, por ter uma massa bem menor do que
a do Sol, não á atraído pelo mesmo.
(A) apenas I
(D) apenas I e III
(B) apenas II
(E) I, II e III
(E) a trajetória do cometa é uma circunferência, cujo
centro o Sol ocupa.
4a QUESTÃO (0,25 ponto)
A figura mostra a fotografia estroboscópica do
movimento de uma partícula.
(C) apenas III
Um furgão, de massa igual a 1,6 x 103kg e trafegando a 50km/h, colide com um carro, de massa
igual a 0,90 x 103kg, inicialmente parado. Após o
choque, o furgão e o carro movem-se em conjunto.
Logo após a colisão, a velocidade deles é, aproximadamente, de:
(A) 16km/h
(B) 24km/h
(D) 40km/h
(E) 48km/h
A resultante das forças que atuam na partícula no
ponto P é melhor representada pelo vetor:
(A) I
(B) II
(C) III
(D) IV
(E) V
(C) 32km/h
3a QUESTÃO (0,25 ponto)
Certo cometa se desloca ao redor do Sol. Levando-se em conta as leis de Kepler, pode-se com
certeza afirmar que:
(A) em um mesmo intervalo de tempo t, o cometa
descreve a maior área, entre duas posições e o
Sol, quando está mais próximo do Sol.
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1 – Colégio Pedro II - Campus Tijuca II
2a QUESTÃO (0,25 ponto)
PROVA FINAL DE VERIFICAÇÃO (PFV) – FÍSICA
–
2ª SÉRIE
–
2O TURNO
Ensino Médio
GABARITO
RESPOSTA DA 1a PARTE
1a Q
2a Q
3a Q
4a Q
(A)
(B)
(C)
(A)
(B)
(C)
(A)
(B)
(C)
(A)
(B)
(C)
(D)
(D)
(D)
(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 – 9,0 pontos
Todas as questões devem ser desenvolvidas (a tinta) – Somente a resposta, na questão, não será considerada.
5a QUESTÃO (1,5 pontos)
Seja F a força de atração do Sol sobre um planeta. Se a massa do Sol se tornasse três vezes maior, a do
planeta, cinco vezes maior, e a distância entre eles fosse reduzida à metade. Para essa nova situação, determine
a força de atração entre o Sol e o planeta. Dê a resposta em função de F.
Considerando a lei da gravitação universal:
MSol × mPlaneta
3 × MSol × 5 × mPlaneta
15
MSol × mPlaneta
'
F=G×

F'
=
G
×

F
=
×
G
×
1
d2
d 2
d2
( )
4
2
Assim:
F' = 60 × F
6a QUESTÃO (1,5 pontos)
Considerando a figura, podemos escrever:
Fcp = T  m × 2 × R = T  4 × 2 × 1 = 100  2 =
100
 2 = 25
4
Logo:
 = 5,0rad/s
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Um bloco de massa 4,0kg descreve movimento circular e uniforme sobre
uma mesa horizontal perfeitamente polida. Um fio ideal, de comprimento 1,0m
é preso a um prego C, conforme ilustra a figura. Se a força de tração no fio
tem intensidade 1,0 x 102N, calcule a velocidade angular do bloco, em rad/s.
PROVA FINAL DE VERIFICAÇÃO (PFV) – FÍSICA
–
2ª SÉRIE
–
2O TURNO
Ensino Médio
GABARITO
7a QUESTÃO (1,5 pontos)
Sobre um plano horizontal e perfeitamente liso, repousam, frente a frente, um homem e uma caixa de massas
respectivamente iguais a 80kg e 40kg. Em dado instante, o homem empurra a caixa, que se desloca com velocidade de módulo 10m/s. Desprezando a influência do ar, calcule o módulo da velocidade do homem após o
empurrão.
Considerando o sistema isolado, podemos escrever:
Qantes = Qdepois  0 = mA × vA – mB × vB  0 = 80 × 10 – 40 × vB
Logo:
vB = 800 ÷ 40  vB = 20m/s
8a QUESTÃO (1,5 pontos)
No arranjo experimental da figura, desprezam-se o atrito e o efeito do
ar. O bloco de massa 4,0kg, inicialmente em repouso, comprime a mola
ideal de constante elástica igual a 3,6 x 103N/m de comprimento 20cm, estando apenas encostado nela. Largando-se a mola, esta distende-se impulsionando o bloco, que atinge a altura máxima h. Adotando g = 10m/s2, determine:
(A) o módulo da velocidade do bloco imediatamente após desligar-se da mola;
Desprezando os atritos, podemos escrever:
EPelástica = EcA 
k × x2 mA × v2A
3600 × (0,2)2
4 × v2A
=

=
2
2
2
2
Portanto:
3600 × (0,2)2
=
v2A = 36  vA = 6,0m/s
4
(B) o valor da altura h.
Desprezando os atritos, podemos escrever:
EPgravitacional = EPelática
k × x2
3600 × 0,22
 m ×g×h=
 4 × 10 × h =
2
2
Logo:
h = 1,8m
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v2A
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2ª SÉRIE
–
2O TURNO
Ensino Médio
GABARITO
9a QUESTÃO (1,5 pontos)
Uma cinta solidária funciona com dois cilindros de raios r1 = 10cm e r2 = 50cm. Supondo
que o cilindro maior tenha frequência de rotação f 2 de valor igual a 60rpm, determine:
(A) a frequência de rotação f1 do cilindro menor;
Considerando:
v1 = v2  ω1 × R1 = ω2 × R2 
2×π
2×π
× R1 =
× R2  f1 × R1 = f2 × R2
T1
T2
Logo:
f1 × 10 = 60 × 50  f1 = 300rpm
(B) a velocidade linear da cinta.
vcinta = ω1 × R1 vcinta = 60 × 10  vcinta = 6,0m/s
10a QUESTÃO (1,5 pontos)
Uma partícula de massa 900g, inicialmente em repouso na posição x 0 = 0 de um eixo Ox,
submete-se à ação de uma força resultante paralela ao eixo. O gráfico mostra a variação da
intensidade da força em função da abscissa da partícula. Calcule:
(A) o trabalho da força de xo = 0 a x1 = 6,0m;
 = 45J
(B) a velocidade escalar da partícula na posição x2 = 8,0m.
Segundo o texto a partícula parte do repouso e considerando a superfície horizontal, podemos escrever:
 = Ecinética   =
m × v2
0,9 × v2
 0  45 =
 v2 = 100
2
2
Logo:
v = 10m/s
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4 – Colégio Pedro II - Campus Tijuca II
A área no gráfico F x d tem o mesmo valor numérico do trabalho realizado. Sendo assim,
podemos escrever:
(6  4) × 15
5 + 15
=2 ×5+
× (4  2) +
2
2
Logo: