2015 - gabarito - 1º turno

COLÉGIO PEDRO II – CAMPUS TIJUCA II
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
COORDENADOR: PROFESSOR JOSÉ FERNANDO
2ª CERTIFICAÇÃO/2015 - FÍSICA – 2a SÉRIE – 1o 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 cinco páginas numeradas de 1 a 5 e impressas com:
 1ª parte – seis questões objetivas.
 2ª parte – quatro questões discursivas.
1a PARTE – OBJETIVA – 3,0 pontos
Três corpos idênticos de massa M deslocam-se
entre dois níveis, como mostra a figura: A – caindo livremente; B – deslizando ao longo de um tobogã e C – descendo uma rampa, sendo, em todos os
movimentos, desprezíveis as forças dissipativas.
Com relação ao trabalho (W) realizado pela
força-peso dos corpos,
pode-se afirmar que:
(A) W C > W B > W A
nas unidades do SI, ao passar pelo ponto mais
baixo da montanha-russa. Despreze as resistências
e adote a massa do carrinho igual a 200kg.
(A) v ≈ 1,41 m/s
(B) v ≈ 28 m/s
(C) v ≈ 41 m/s
(D) v ≈ 5,61 m/s
(E) v ≈ 14 m/s
4a QUESTÃO (0,5 ponto)
(D) W C = W B = W A
(E) W C < W B > W A
Um corpo é abandonado a 80m do solo. Sendo
g = 10m/s² e o corpo estando livre de forças dissipativas, determine o instante e a velocidade que o
móvel possui ao atingir o solo.
(A) 2,0s e 20m/s
2a QUESTÃO (0,5 ponto)
(B) 2,0s e 40m/s
(C) 4,0s e 20m/s
Um corpo desloca-se em linha reta sob a ação de uma
única força paralela à trajetória. No gráfico representa-se a
intensidade (F) da força em
função da distância percorrida
pelo corpo (d). Durante os 12m de percurso indicados no gráfico, qual foi o trabalho realizado pela
força que atua sobre o corpo?
(A) 100J
(D) 4,0s e 40m/s
(B) W C > W B = W A
(C) W C = W B > W A
(B) 120J
(C) 140J
(E) 2,0s e 60m/s
5a QUESTÃO (0,5 ponto)
Um projétil de brinquedo é arremessado verticalmente para cima, da beira da sacada de um
prédio, com uma velocidade inicial de 10m/s. O
projétil sobe livremente e, ao cair, atinge a calçada
do prédio com velocidade igual a 30m/s. Determine
quanto tempo o projétil permaneceu no ar. Considere g = 10m/s² e despreze as forças dissipativas.
(D) 180J
(A) 1,0s
(B) 2,0s
(E) 200J
(C) 3,0s
3a QUESTÃO (0,5 ponto)
(D) 4,0s
(E) 5,0s
Vamos supor que um carrinho de montanharussa esteja parado a uma altura igual a 10m em
relação ao solo. Calcule a velocidade do carrinho,
Coordenador - Rubrica
1 – Colégio Pedro II - Campus Tijuca II
1a QUESTÃO (0,5 ponto)
O
2ª SÉRIE – 1 TURNO
PROVA 2a CERTIFICAÇÃO DE FÍSICA
Ensino Médio
GABARITO
6a QUESTÃO (0,5 ponto)
Foi veiculada, em certa época, na televisão uma
propaganda de uma marca de biscoitos com a seguinte cena: “um jovem casal está em um mirante, a
15m de altura, sobre um rio e alguém deixa cair, do
mirante, um biscoito. Passados alguns segundos, o
rapaz se atira do mesmo lugar de onde caiu o biscoito e consegue agarrá-lo no ar”. Em ambos os casos,
a queda é livre, as velocidades iniciais são nulas, a
altura da queda é a mesma e a resistência do ar é
nula. Para Galileu Galilei, a situação física desse
comercial seria interpretada como:
(A) impossível, porque a altura da queda não era
grande o suficiente.
(B) possível, porque o corpo mais pesado cai com
maior velocidade.
(C) possível, porque o tempo de queda de cada
corpo depende de sua forma.
(D) impossível, porque a aceleração da gravidade
não depende da massa dos corpos.
(E) possível, porque o tempo de queda de cada corpo depende da sua massa.
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)
Coordenador - Rubrica
PROVA 2a CERTIFICAÇÃO DE FÍSICA
O
2ª SÉRIE – 1 TURNO
Ensino Médio
GABARITO
2a PARTE – DISCURSIVA – 4,0 pontos
7a QUESTÃO (1,0 ponto)
Um avião precisa soltar um saco com mantimentos a um grupo de sobreviventes que está numa balsa. A
velocidade horizontal do avião é constante e igual a 100m/s com relação à balsa e sua altitude é 2000m. Calcule a distância horizontal que separa o avião dos sobreviventes, no instante do lançamento. Considere:
2
g = 10m/s .
O movimento pode ser representado pela figura:
Considerando o movimento vertical e calculando o tempo de queda (tvertical):
1
1
h = × g × t2  2000 = × 10 × t2  t2 = 400  t = 20s
2
2
Sendo o tempo vertical igual ao tempo horizontal e o movimento horizontal uniforme, podemos escrever:
∆x
∆x
v=
 100 =
 ∆x = 100 × 20
∆t
20
Logo:
x = 2,0  103m
8a QUESTÃO (1,0 ponto)
2
Sendo o movimento de queda uniformemente variado e desconhecendo o valor do tempo,
podemos escrever:
2500 − 100
v2 = v2o + 2 × a ×  s  502 = 102 + 2 × 10 × s  s =
20
Logo:
s = 1,2  102m
Coordenador - Rubrica
3 – Colégio Pedro II - Campus Tijuca II
Um corpo em queda livre se sujeita à aceleração gravitacional g = 10m/s . Ele passa por um ponto A com
velocidade 10m/s e por um ponto B com velocidade de 50m/s. Calcule a distância entre os pontos A e B.
PROVA 2a CERTIFICAÇÃO DE FÍSICA
O
2ª SÉRIE – 1 TURNO
Ensino Médio
GABARITO
9a QUESTÃO (1,0 ponto)
Um garoto de massa igual a 30kg parte do repouso do ponto A do escorregador perfilado na figura e desce, sem sofrer a ação de atritos ou da resistência do ar, em direção ao ponto C. Considere h = H/3. Sabendo que H
2
tem valor igual a 20m e que g = 10m/s , calcule:
(A) A energia cinética do garoto ao passar pelo ponto B;
De acordo com o texto o sistema é conservativo logo há conservação de energia mecânica, portanto podemos escrever:
20
EmecânicaA = EmecânicaB  ECA + EPA = ECB + EPB  0 + 30 × 10 × 20 = ECB + 30 × 10 ×
3
Logo:
ECB = 6000 − 2000
Assim:
ECB = 4,0 × 103 J
(B) A intensidade de sua velocidade ao atingir o ponto C.
Considerando a energia cinética obtida no item anterior, podemos escrever:
EmecânicaA = EmecânicaC  0 + 30 × 10 × 20 =
m × v2C
30 × v2C
12000
+ 0  6000 =
 v2C =
2
2
30
Logo:
vC = 20m/s
10a QUESTÃO (1,0 ponto)
Identificando, no gráfico, a distância pedida e considerando a área como tendo o mesmo
valor numérico do trabalho (F  s), podemos escrever:
Considerando a função da reta:
F = 10 + 5 × s  {
Logo:
|42 =
Portanto:
F = 10 + 5 × 2  F = 20N
F = 10 + 5 × 4  F = 30N
20 + 30
× (4 − 2)  |42 = 25 × 2
2
|42 = 50J
Coordenador - Rubrica
4 – Colégio Pedro II - Campus Tijuca II
Considere o gráfico F(N) x s(m). Nele está representada a ação da força F, variável em função do seu deslocamento ao longo de um plano horizontal e sem
atrito. Calcule o trabalho realizado por essa força da posição 2,0m até a posição
4,0m.