gabarito-2a avaliaçãoCMDS-1a etapa-2014

DISCIPLINA: Física
ATIVIDADE: 2ª Avaliação de 1ª etapa - 1º Ano do Ensino Médio
PROFESSOR: Marcelo Caldas
Data: 22/04/2014
Aluno (a) ____________________________ Nº: ___ Turma: ___
Digite a equação aqui.
Caro(a) aluno(a),
A Física torna-se encantadora quando você consegue perceber que informações obtidas em revistas,
artigos da mídia escrita e digital ou em filmes, anteriormente indecifráveis, estão em questões que
envolvem os conceitos trabalhados em sala de aula.
Esta avaliação temática (questões 1 à 7) foi criada para que você possa viajar pelo espaço sideral,
“estacionando” em alguns astros celestes e pegando “ carona” em cometas e buracos negros.
“Curta” este passeio!
Muito sucesso!
Marcelo e Evandro.
As questões 1 e 2 estão associadas ao enunciado a seguir:
Muito se tem falado sobre a possibilidade da humanidade buscar outros astros celestes para a
“colonização”. Um dos astros com maiores possibilidades de ocupação, devido à presença de água,
metano e nitrogênio é a maior Lua de Saturno, Titã. Suponha que uma nave espacial tripulada tenha
descido em Titã para fazer estudos científicos.
1ª questão: Um astronauta (veja figura) voou até a certa altura e soltou uma pedra. Um colega, utilizando
uma trena a laser especial, mediu as posições ocupadas pela pedra e construiu a tabela a seguir:
distância percorrida pela
pedra(em metros).
Tempo de movimento
(segundos)
0,0
0,0
0,7
1,0
2,8
2,0
6,3
3,0
11,2
4,0
a) Construa, CRITERIOSAMENTE, um gráfico Distância percorrida (d) versus Tempo de movimento
(t) utilizando o plano cartesiano.
d (m)
b) DETERMINE, através de cálculos,
o valor da aceleração da gravidade
no satélite natural Titã.
11,2
a = 2.d/t2
a = 2. 11,2/42
a = 1,4 m/s2
Resposta:
1,4 m/s2
0,7
4,0
t (s)
2ª questão: O veículo usado para mover-se em Titã
necessariamente deveria mover-se sobre superfícies
com gelo ( a temperatura média de Titã é de -180ºC). O
veículo não tem rodas e o contato com o chão é feito
através de “pernas” de aço que se assemelham a patins.
A propulsão é feita através de uma hélice localizada
atrás do veículo.
Devido ao pequeno atrito entre as pernas de aço e o
gelo, a velocidade do veículo permanece constante.
Suponha que o valor da velocidade do veículo seja de 36 km/h.
a) Construa, CRITERIOSAMENTE, um gráfico velocidade versus tempo para este veículo,
considerando um tempo de movimento igual a 1 minuto.
v (m/s)
10
t (s)
60
b) DETERMINE, através de cálculos, a distância percorrida, em metros, do veículo.
d= Área do gráfico v X t
Resposta: 600 m
3ª questão: A fotografia ao lado mostra as duas forças
responsáveis para a frenagem do extinto ônibus espacial.
A força de atrito entre os pneus com a pista e a força de
resistência do ar estão representadas. A velocidade que o
ônibus espacial tocava o solo era de 75 m/s( 270 km/h) .
Para atingir o repouso, a desaceleração atuante era de
2,5 m/s2.
a) DETERMINE, através de cálculos, a distância percorrida, em metros, pelo veículo espacial.
V2 = V02 + 2.a.d
(0)2 = (75)2 + 2.(-2,5).d
Resposta: 1250 m
b) DETERMINE o módulo da força resultante considerando que a força de atrito com o chão era de
180.000 Newtons e a força de resistência do ar era de 70.000 Newtons.
Resposta: 250.000 𝑁
4ª questão: Veja a tirinha abaixo:
Na verdade, os buracos negros
são estrelas que apresentam
uma grande massa concentrada
em um volume extremamente
pequeno quando comparado a
outras
estrelas.
Esta
concentração de massa garante
a determinados buracos negros
uma aceleração nos seus
arredores de 1 bilhão de m/s2.
Utilizando seus conhecimentos dos movimentos uniformemente variados e as informações citadas, é
correto afirmar que
a) Um corpo próximo a um buraco negro percorreria 1 bilhão de metros em apenas 1 segundo.
b) Um corpo próximo a um buraco negro manteria sua velocidade constante em 1 bilhão de m/s.
c) Um corpo próximo a um buraco negro teria sua velocidade variando de 1 bilhão de m/s em 1
segundo.
d) Um corpo próximo a um buraco negro percorreria 1 bilhão de metros quadrados em apenas 1
segundo.
e) Um corpo próximo a um buraco negro teria sua aceleração variando de 1 bilhão de metros em
apenas 1 segundo.
5ª questão: O cometa Halley é um astro
celeste constituído por gás, gelo, fragmentos
rochosos e poeira. O seu núcleo mede
aproximadamente 15 km de comprimento, 8
km de largura e 8 km de altura. Quando se
aproxima do Sol, parte do gelo passa a vapor e
esse vapor origina uma cauda brilhante,
refletindo a luz solar, por vezes visível a olho
nu.
Antigamente,
os
cometas
eram
considerados acontecimentos aleatórios, sem
regresso periódico e associados, em geral, a
algum acontecimento catastrófico. –
Fotografia do cometa Halley na 5ª Avenida de Nova York
retirada em 20 de maio de 1910.
Segundo a Nasa, no final de 2021, o cometa Halley estará a 4,8 bilhões de km do Sol, e, então, irá iniciar
seu caminho de volta. Somente em 2061 ele atingirá a região mais próxima do nosso Sol novamente.
Marque a alternativa que indica corretamente a velocidade média do cometa Halley durante a próxima
aproximação do Sol, medida em bilhões de km/ano,
a) 0,12 b) 0,48
c) 0,40 d) 1,20 e) 12,0
As questões 6 e 7 referem-se ao enunciado abaixo:
No filme John Carter entre dois mundos ( produzido pelos
estúdios da Disney), nosso personagem encontra um
“portal” que o permite viajar entre a Terra e o planeta
Marte. No planeta Marte, dois reinos, o do Leste e do
Oeste, estão em guerra.
6ª questão: Suponha que a distância entre os reinos fosse de 100 km e que o nosso personagem
deslocasse de um reino para o outro. Indique a alternativa que apresenta corretamente as informações a
respeito do vetor deslocamento:
𝐷𝑖𝑟𝑒çã𝑜: 𝑑𝑜 𝐿𝑒𝑠𝑡𝑒 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑜 𝑂𝑒𝑠𝑡𝑒
a) 𝑑⃗ { 𝑆𝑒𝑛𝑡𝑖𝑑𝑜: 𝐸𝑖𝑥𝑜 𝐿𝑒𝑠𝑡𝑒 − 𝑂𝑒𝑠𝑡𝑒
𝑀ó𝑑𝑢𝑙𝑜: 𝑑⃗= 100 𝑘𝑚
𝐷𝑖𝑟𝑒çã𝑜: 𝑑𝑜 𝑂𝑒𝑠𝑡𝑒 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑜 𝐿𝑒𝑠𝑡𝑒
b) 𝑑⃗ { 𝑆𝑒𝑛𝑡𝑖𝑑𝑜: 𝐸𝑖𝑥𝑜 𝐿𝑒𝑠𝑡𝑒 − 𝑂𝑒𝑠𝑡𝑒
𝑀ó𝑑𝑢𝑙𝑜: |𝑑⃗| = 100 𝑘𝑚
𝐷𝑖𝑟𝑒çã𝑜: 𝐸𝑖𝑥𝑜 𝑂𝑒𝑠𝑡𝑒 − 𝐿𝑒𝑠𝑡𝑒
c) 𝑑⃗ { 𝑆𝑒𝑛𝑡𝑖𝑑𝑜: 𝑑𝑜 𝑂𝑒𝑠𝑡𝑒 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑜 𝐿𝑒𝑠𝑡𝑒
𝑀ó𝑑𝑢𝑙𝑜: 𝑑 = 100 𝑘𝑚
𝐷𝑖𝑟𝑒çã𝑜: 𝐸𝑖𝑥𝑜 𝑂𝑒𝑠𝑡𝑒 − 𝐿𝑒𝑠𝑡𝑒
d) 𝑑⃗ { 𝑆𝑒𝑛𝑡𝑖𝑑𝑜: 𝑑𝑜 𝑂𝑒𝑠𝑡𝑒 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑜 𝐿𝑒𝑠𝑡𝑒
𝑀ó𝑑𝑢𝑙𝑜: 𝑑⃗ = 100 𝑘𝑚
𝐷𝑖𝑟𝑒çã𝑜: 𝑑𝑜 𝑂𝑒𝑠𝑡𝑒 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑜 𝑙𝑒𝑠𝑡𝑒
e) 𝑑⃗ { 𝑆𝑒𝑛𝑡𝑖𝑑𝑜: 𝐸𝑖𝑥𝑜 𝐿𝑒𝑠𝑡𝑒 − 𝑂𝑒𝑠𝑡𝑒
𝑀ó𝑑𝑢𝑙𝑜: 𝑑 = 100 𝑘𝑚
7ª questão: No filme, John Carter se destaca
em relação aos habitantes de Marte pelos
saltos fenomenais, alcançando grande alturas.
A explicação mencionada no filme relaciona-se
ao fato da aceleração da gravidade de Marte
ter um valor equivalente a 4,0 m/s2. O gráfico
velocidade
versus
tempo
mostra
o
comportamento da velocidade do personagem
em um suposto salto para cima, na Terra e em
Marte. A velocidade inicial é de 8,0 m/s.
Velocidade (m/s)
8,0
tempo (s)
0,0
0,4
0,8
1,2
1,6
2,0
Analisando o gráfico indicado anteriormente é correto afirmar que:
a)
b)
c)
d)
e)
A reta tracejada indica o comportamento da velocidade do John Carter próximo à superfície terrestre.
A altura atingida no salto pelo personagem em Marte seria de 8,0 m.
A área sob a reta do gráfico velocidade versus tempo indica a aceleração do personagem.
A altura atingida pelo personagem em Marte seria de 3,2 m.
A aceleração da gravidade, próximo à superfície marciana, é três vezes menor que a aceleração
terrestre.
As questões 8 e 9 referem-se ao enunciado a seguir:
Um barco a vapor sobe um rio
percorrendo 2160 m em 432 s. Quando
ele desce o rio, percorrendo a mesma
distância, leva 240 s. O motor do barco
imprime a mesma velocidade à
embarcação nos dois trajetos.
8ª questão: Os módulos das velocidades resultantes do barco ao “descer” e “subir” o rio estão indicadas
corretamente na alternativa
a) 9 m/s e 5 m/s
b) 10 m/s e 5 m/s
c)
5 m/s e 9 m/s
d) 12m/s e 6 m/s
e) 9 m/s e 8 m/s
9ª questão: A velocidade do motor e a velocidade da correnteza do rio têm módulos corretamente indicados
na alternativa
a)
b)
c)
d)
e)
9 m/s e 5 m/s
5m/s e 2 m/s
7 m/s e 5 m/s
5 m/s e 7 m/s
7 m/s e 2 m/s
10ª questão: Um ultraleve mantém a velocidade de 120 km/h em relação ao ar, mantendo o “nariz”
apontando para o Leste. Uma corrente de ar começa a atuar para o Sul com velocidade de 90 km/h. Nessas
condições, podemos afirmar que a velocidade resultante do
ultraleve em relação à Terra é:
a)
b)
c)
d)
e)
120 km/h com o sentido para o Sul.
150 km/h com o sentido para o Sudeste.
160 km/h com o sentido para o Sudeste.
90 km/h com o sentido para o Leste.
150 km/h com o sentido para o Leste.