2015 - gabarito - 2º turno

COLÉGIO PEDRO II – CAMPUS TIJUCA II
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
COORDENADOR: PROFESSOR JOSÉ FERNANDO
2ª CERTIFICAÇÃO/2015 - FÍSICA – 2a SÉRIE – 2o TURNO
PROFESSORES: JULIEN / J. FERNANDO / ROBSON / THIAGO / BRUNO
LABORATÓRIO DE FÍSICA: PROF. RAMON / 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 – seis questões objetivas.
 2ª parte – quatro questões discursivas.
1a PARTE – OBJETIVA – 3,0 pontos
1a QUESTÃO (0,5 ponto)
to. Desconsiderando a resistência do ar, o relatório
do professor poderia conter a seguinte informação:
Uma pulga pode dar saltos verticais de até 130
vezes sua própria altura. Para isto, ela imprime a
seu corpo um impulso que resulta numa aceleração
ascendente. Qual é a velocidade inicial necessária
para a pulga alcançar uma altura de 0,2 m? Adote
g = 10m/s².
(A) 1,0m/s
(A) A maçã de maior massa chegou antes que a
outra ao solo.
(B) A maçã de menor massa chegou antes que a
outra ao solo.
(B) 2,0m/s
(C) 10m/s
(E) O tempo de queda das maçãs independe do
valor da aceleração gravitacional.
(D) 15m/s
(E) 20m/s
4a QUESTÃO (0,5 ponto)
2a QUESTÃO (0,5 ponto)
Um corpo de massa
m, preso a um fio ideal,
oscila do ponto P ao
ponto S, como representado na figura. Considere: O ponto Q é o
mais baixo da trajetória; R e S estão, respectivamente, 0,90m e 1,80m acima de Q. Despreze a
2
resistência do ar, considere g = 10m/s e observe as
proposições a seguir.
I. A velocidade do corpo no ponto Q é maior que
no ponto R.
(A) acelerações diferentes.
(B) tempos de queda diferentes.
(C) componentes horizontais das velocidades constantes.
(D) componentes verticais das velocidades diferentes, a uma mesma altura.
(E) As trajetórias representadas estão erradas.
II. No ponto S a energia cinética do corpo é máxima.
III. A energia mecânica do corpo nos pontos Q e S
são iguais.
Com relação a estas proposições pode-se
afirmar que:
3a QUESTÃO (0,5 ponto)
(A) Apenas a I é correta.
(B) Apenas a II é correta.
Durante suas férias, o professor Thiago de Física observou, em sua chácara, duas maçãs caindo
de uma mesma altura de certa árvore. Ao medir as
massas das duas frutas, obteve valores diferentes e
passou a redigir um relatório sobre o acontecimen-
(C) Apenas a I e a II são corretas.
(D) Apenas a I e a III são corretas.
(E) Todas são corretas.
Coordenador - Rubrica
1 – Colégio Pedro II - Campus Tijuca II
Três pedras são atiradas horizontalmente,
do alto de um edifício,
tendo suas trajetórias
representadas na figura.
Admitindo-se a resistência do ar desprezível, é correto afirmar que, durante
a queda, as pedras possuem:
(C) A maçã de maior massa fica sujeita a uma maior aceleração.
(D) Ambas as maçãs chegam juntas ao solo.
O
2ª SÉRIE – 2 TURNO
PROVA 2a CERTIFICAÇÃO DE FÍSICA
Ensino Médio
GABARITO
5a QUESTÃO (0,5 ponto)
6a QUESTÃO (0,5 ponto)
O pequeno bloco representado na figura desce o
plano inclinado com velocidade constante.
Um corpo movimenta-se sob a ação exclusiva de
forças conservativas Em duas posições, A e B, de
sua trajetória, foram determinados alguns valores de
energia.
Isso nos permite concluir que:
(A) o trabalho realizado pela força de atrito entre o
bloco e o plano é nulo.
(B) a quantidade de movimento do bloco mantém
direção constante variando apenas em módulo.
(C) o trabalho realizado pela força de atrito é superior ao trabalho realizado pelo peso do bloco, por
isso o bloco desce.
(D) há atrito entre o bloco e o plano, mas o trabalho
da força de atrito é maior que o trabalho do peso
do bloco.
Energia
cinética (J)
Energia
potencial (J)
Energia
mecânica (J)
Posição A
1
800
1000
Posição B
600
2
3
Com base nos dados complete a tabela:
(A) 1 – 200J;
(B) 1 – 400J;
2 – 200J;
2 – 400J;
3 – 1000J.
3 – 1000J.
(C) 1 – 400J;
2 – 200J;
3 – 1000J.
(D) 1 – 200J; 2 – 400J;
(E) 1 – 1000J; 2 – 400J;
3 – 1000J.
3 – 1000J
(E) o trabalho realizado pela força resultante é nulo
assim como o impulso da mesma.
RESPOSTA DA 1a PARTE
2a Q
(A)
(B)
(C)
(D)
3a Q
(A)
(B)
(C)
(D)
4a Q
(A)
(B)
(C)
(D)
5a Q
(A)
(B)
(C)
(D)
6a Q
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
(E)
(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.
2 – Colégio Pedro II - Campus Tijuca II
1a Q
(A)
(B)
(C)
(D)
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PROVA 2a CERTIFICAÇÃO DE FÍSICA
O
2ª SÉRIE – 2 TURNO
Ensino Médio
GABARITO
2a PARTE – DISCURSIVA – 4,0 pontos
7a QUESTÃO (1,0 ponto)
Uma bola de pingue-pongue rola sobre uma mesa com velocidade constante de 2,0m/s. Após sair da mesa,
cai, atingindo o chão a uma distância de 0,80m dos pés da mesa. Considerando g= 10 m/s e desprezando a
resistência do ar e determine:
(A) A altura da mesa;
Considerando o tempo de movimento vertical igual ao tempo de movimento horizontal,
podemos escrever:
∆s
0,8
0,8
vx =
2=
 t =
 t = 0,40s
∆t
∆t
2
Assim:
1
1
10 × 0,16
h = × g × t2  h = × 10 × 0,42  h =
2
2
2
Logo:
h = 8,0  10−1m
(B) O tempo para a bola atingir o solo.
Considerando o movimento horizonta uniforme, podemos escrever:
∆s
0,8
0,8
vx =
2=
 t =
∆t
∆t
2
Logo:
t = 0,40s
8a QUESTÃO (1,0 ponto)
3 – Colégio Pedro II - Campus Tijuca II
Dois tocos de vela caem da janela de um apartamento bem alto. O intervalo de tempo entre a queda de um
e do outro é de 1,0s. Considere que eles estão em queda livre vertical; que a velocidade inicial é nula e que a
2
aceleração da gravidade é igual a 10m/s . Calcule a distância entre o primeiro e o segundo toco de vela, quando o segundo completar 1,0s de queda.
Considerando a queda livra, podemos escrever:
1
h1 = × 10 × 12  h1 = 5,0m
1
2
h = × g × t2  {
1
2
h2 = × 10 × (1+ 1)2  h2 = 20m
2
Calculando o afastamento:
h = h2 – h1  h = 20 – 5
Logo:
h = 15m
Coordenador - Rubrica
PROVA 2a CERTIFICAÇÃO DE FÍSICA
O
2ª SÉRIE – 2 TURNO
Ensino Médio
GABARITO
9a QUESTÃO (1,0 ponto)
Em uma montanha-russa, um carrinho com 300kg de massa é abandonado do
repouso de um ponto A, que está a 5,0m de altura. Supondo que os atritos sejam
2
desprezíveis e que g = 10 m/s , calcule:
(A) O valor da velocidade do carrinho no ponto B;
De acordo com o texto o sistema é conservativo logo há conservação de energia mecânica, portanto podemos escrever:
EmecânicaA = EmecânicaB  ECA + EPA = ECB + EPB  0 + 300 × 10 × 5 =
m × v2B
+0
2
Logo:
m × v2B
300 × v2B
30000
= 15000 
= 15000  v2B =
2
2
300
Assim:
vB = 10m/s
(B) A energia cinética do carrinho no ponto C, que está a 4,0m de altura.
EmecânicaA = EmecânicaC  0 + 300 × 10 × 5 = ECC + 300 × 10 × 4  ECC = 15000 − 12000
Logo:
ECC = 3,0 × 103 J
10a QUESTÃO (1,0 ponto)
No arranjo experimental da figura, desprezam-se o atrito e o efeito do ar. O
bloco de massa igual a 4,0kg, inicialmente em repouso, comprime a mola ideal
3
cuja constante elástica tem valor igual a 3,6 x 10 N/m e comprimento de 20cm,
estando apenas encostado nela. Largando-se a mola, esta se distende impulsio2
nando o bloco, que atinge a altura máxima h. Adotando g = 10 m/s , determine:
(A) O módulo da velocidade do bloco imediatamente após perder o contato com a mola;
Emecânicainicial = Emecânicafinal
k × x2
m × v2final
 ECinicial + EPinicial = ECfinal + EPfinal  0 +
=
+0
2
2
Logo:
3,6 × 103 × 0,22
4 × v2final
=
 v2final = 36
2
2
Assim:
vfinal = 6,0m/s
(B) O valor da altura h.
3,6 × 103 × 0,22
ECinicial + EPinicial = ECfinal + EPfinal  0 +
= 0 + 4 × 10 × h
2
Logo:
h = 1,8m
Coordenador - Rubrica
4 – Colégio Pedro II - Campus Tijuca II
De acordo com o texto o sistema é conservativo, portanto podemos escrever: