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 – 1o 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)
3a QUESTÃO (0,25 ponto)
Um patinador de 80kg de massa está parado sobre um plano horizontal, segurando em uma das
mãos um objeto de 5,0kg de massa. Em dado instante, ele joga o objeto para a sua frente com velocidade horizontal de 16m/s. Sendo desprezíveis as
forças de atrito sobre o patinador, pode-se afirmar
que o mesmo:
(A) permanece imóvel.
A 2ª Lei de Kepler permite concluir que um planeta possui:
(D) desloca-se para frente com velocidade de
8,0m/s.
(E) desloca-se para trás com velocidade de 16m/s
2a QUESTÃO (0,25 ponto)
A figura mostra duas bolas, imediatamente antes
(figura I) e imediatamente após (figura II) uma colisão.
(C) menor velocidade, quando se encontra mais
perto do Sol.
(D) velocidade constante em toda sua trajetória.
(E) velocidade areolar variável.
4a QUESTÃO (0,25 ponto)
Uma partícula de massa m
descreve uma trajetória circular
com movimento uniforme, no sentido horário, como mostra a figura.
Qual dos seguintes conjuntos de
vetores representa a força resultante ⃗⃗R atuando na partícula, a
⃗ da partícula, no ponto
velocidade ⃗v e a aceleração a
P indicado na figura?
Elas se movem sobre um plano horizontal, de
atrito desprezível. Todas as afirmativas sobre o fenômeno são verdadeiras, exceto:
(A) A quantidade de movimento se conservou.
(B) A energia cinética se conservou.
(C) A massa da bola A é muito maior que a massa
da bola B.
(D) A colisão mostrada é elástica.
(E) Não há aumento de temperatura em qualquer
parte do sistema.
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1 – Colégio Pedro II - Campus Tijuca II
(B) desloca-se para frente com velocidade de
1,0m/s.
(C) desloca-se para trás com velocidade de 1,0m/s.
(A) maior velocidade, quando se encontra mais
longe do Sol.
(B) maior velocidade, quando se encontra mais perto
do Sol.
PROVA FINAL DE VERIFICAÇÃO (PFV) – FÍSICA
–
2ª SÉRIE
–
1O TURNO
Ensino Médio
GABARITO
RESPOSTA DA 1a PARTE
1a Q
2a Q
3a Q
4a Q
(A)
(B)
(C)
(D)
(A)
(B)
(C)
(D)
(A)
(B)
(C)
(D)
(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 – 9,0 pontos
Todas as questões devem ser desenvolvidas (a tinta) – Somente a resposta, na questão, não será considerada.
5a QUESTÃO (1,5 pontos)
A força gravitacional entre dois objetos no espaço de massas M e m, separados por uma distância d, é F.
Caso a massa M seja dobrada e a distância entre os elementos quadruplique, determine a nova força de interação gravitacional F'. Dê a resposta em função de F.
Considerando a lei da gravitação universal:
M×m
2 ×M×m
2
M×m
'
F=G×

F'
=
G
×

F
=
×
G
×
16
d2
d2
(4 × d)2
Assim:
1
M×m
F
F' =
× G×
 F' =
2
8
8
d
6a QUESTÃO (1,5 pontos)
Adote g = 10m/s2
Considerando a figura, podemos escrever:
m × v2
860 × 202
Fcp = N  P  N = Fcp + P  N =
+m ×g N=
+ 860 × 10
R
20
Logo:
FN = 25800N  FN  2,6 × 104N
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Um automóvel de massa 800kg, dirigido por um motorista de massa igual a
60kg, passa pela parte mais baixa de uma depressão de raio = 20m com velocidade escalar de 72km/h. Calcule, nesse momento, a intensidade da força de
reação que a pista aplica no veículo.
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2ª SÉRIE
–
1O TURNO
Ensino Médio
GABARITO
7a QUESTÃO (1,5 pontos)
Dois blocos A e B, de massas m A = 0,20kg e mB = 0,80kg, respectivamente, estão
presos por um fio, com uma mola ideal comprimida de 10cm, entre eles. Os blocos
estão inicialmente em repouso, sobre uma superfície horizontal e lisa. Em um dado
instante, o fio se rompe liberando os blocos com velocidades vA e vB, respectivamente. Calcule a razão vA/vB entre os módulos das velocidades e a constante elástica da mola sabendo-se que a velocidade do corpo A depois que o fio é cortado tem valor de 4,0m/s.
Considerando o sistema isolado, podemos escrever:
Qantes = Qdepois  0 = mA × vA – mB × vB  0 = 0,2 × vA – 0,8 × vB
Logo:
vA
=4
vB
Desprezando os atritos, podemos escrever:
EPelástica = EcA + ECB 
k × x2 mA × v2A
mB × v2B
=
+
2
2
2
Portanto:
k × (0,1)2
0,2 × 42
0,8 × 1
1,6 + 0,4
=
+
k=
 k = 400N/m
2
2
2
0,005
8a QUESTÃO (1,5 pontos)
Um bloco, com 0,20kg de massa, é abandonado de uma altura de 0,30m de um plano
inclinado e percorre um plano horizontal e comprimindo uma mola disposta conforme a
figura. Desprezando os atritos, calcule a deformação da mola sabendo que sua constante elástica é igual a 1,2N/m.
EPgravitacional = EPelática
k × x2
1,2 × x2
 m ×g×h=
 0,2 × 10 × 0,3 =
2
2
Logo:
x = 1,0m
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3 – Colégio Pedro II - Campus Tijuca II
Desprezando os atritos, podemos escrever:
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2ª SÉRIE
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1O TURNO
Ensino Médio
GABARITO
9a QUESTÃO (1,5 pontos)
Duas engrenagens de uma máquina estão acopladas segundo a figura. A frequência
da engrenagem A é cinco vezes maior que a de B, determine a razão r A/rB, onde rA é o raio
da engrenagem A e rB é o raio da engrenagem B.
Considerando:
vA = vB  ωA × RA = ωB × RB 
2×π
2×π
× RA =
× RB  fA × RA = fB × RB
TA
TB
Logo:
5 × RA = 1 × RB 
RA 1
=
RB 5
10a QUESTÃO (1,5 pontos)
Na figura, um operário ergue um balde cheio de concreto, de 20kg de massa com velocidade constante. A corda e a polia são ideais e, no local g = 10m/s 2. Considerando um deslocamento vertical de
4,0m, que ocorre em 25s, calcule:
(A) o trabalho realizado pela força do operário;
Sendo:
 = m × g × h   = 20 × 10 × 4
Logo:
(B) a potência média útil na operação.
Sendo:
Pot =

800
 Pot =
t
25
Logo:
Pot = 32W
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 = 800J   = 8,0 × 102J