gabarito -2º turno - 2ª serie - 2016 - integrado

COLÉGIO PEDRO II – CAMPUS TIJUCA II
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
COORDENADOR: PROFESSOR JOSÉ FERNANDO
2ª CERTIFICAÇÃO/2016 - FÍSICA – 2a SÉRIE – 2o TURNO
PROFESSORES: ROBSON / JULIEN / J. FERNANDO / BRUNO / THIAGO / RONALDO
GABARITO – INTEGRADO
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.
 2ª parte – seis questões discursivas.
1a PARTE – OBJETIVA – 1,0 ponto
Em um experimento que valida a conservação da
energia mecânica, um objeto de 4,0kg colide horizontalmente com uma mola relaxada, de constante
elástica de 100N/m. Esse choque a comprime
1,6cm. Qual é a velocidade, em m/s, desse objeto,
antes de se chocar com a mola?
(A) 0,020
(B) 0,40
(C) 0,080
(D) 0,13
(E) 0,22
2a QUESTÃO (0,25 ponto)
Um elevador de 500kg deve subir uma carga de
2,5 toneladas a uma altura de 20 metros, em um
tempo inferior a 25 segundos. Qual deve ser a potência média mínima do motor do elevador, em kW?
Dado: g = 10m/s2.
(A) 20
(B) 16
(C) 24
(B) a componente tangencial da aceleração apresenta a mesma direção e o mesmo sentido da velocidade.
(C) o movimento do automóvel é circular uniforme.
(D) o movimento do automóvel é uniformemente
acelerado.
(E) os vetores velocidade e aceleração são perpendiculares entre si.
4a QUESTÃO (0,25 ponto)
Considere uma pedra em queda livre e o Professor Bruno em um carrossel que gira com velocidade
angular constante. Sobre o movimento da pedra e da
criança, é correto afirmar que
(A) a aceleração da pedra varia e a criança gira com
aceleração nula.
(B) a pedra cai com aceleração nula e a criança gira
com aceleração constante.
(C) ambas sofrem acelerações de módulos constantes.
(D) a aceleração em ambas é zero.
(E) O professor Bruno está feliz.
1 – Colégio Pedro II - Campus Tijuca II
1a QUESTÃO (0,25 ponto)
(D) 38
(E) 15
3a QUESTÃO (0,25 ponto)
A figura a seguir
apresenta, em dois
instantes, as velocidades v1 e v2 de um
automóvel que, em um plano horizontal, se desloca
numa pista circular. Com base nos dados da figura,
e sabendo-se que os módulos dessas velocidades
são tais que v1 > v2 é correto afirmar que
(A) a componente centrípeta da aceleração é diferente de zero.
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PROVA 2a CERTIFICAÇÃO DE FÍSICA
2ª SÉRIE – 2O TURNO
Ensino Médio
GABARITO – INTEGRADO
RESPOSTA DA 1a PARTE
1a Q
(A)
(B)
(C)
(D)
2a Q
(A)
(B)
(C)
(D)
3a Q
(A)
(B)
(C)
(D)
4a Q
(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 – 6,0 pontos
5a QUESTÃO (1,0 ponto)
Uma criança com uma bola nas mãos está sentada em um “gira‐gira” que roda com velocidade angular constante e frequência de 0,25Hz Considerando que a distância da bola ao centro do “gira‐gira” é 2,0m determine o
módulo da velocidade linear da bola, em relação ao chão.
Considerando o movimento circular uniforme (MCU) podemos afirmar que a aceleração
presente é somente a centrípeta. Logo, podemos escrever:
vtangencial = vlinear = 2 ×  × f × R  vlinear = 2 ×  × 0,25 × 2
Logo:
vlinear = m/s
6a QUESTÃO (1,0 ponto)
No ponto de contato entre as engrenagens A e B a velocidade tangencial tem que apresentar o mesmo valor numérico, pois elas não devem escorregar. Logo: vA = vB (no ponto de
contato. Para que a transmissão seja perfeita, cada dente da engrenagem A tem que se encaixar perfeitamente em um dente da engrenagem B, ou seja, a velocidade em número de
dentes por segundo tem que ter o mesmo valor para as duas engrenagens. Como a engrenagem A tem metade dos dentes da engrenagem B, podemos concluir que enquanto A dá uma
volta completa B deu meia volta, portanto:
vB = 100rpm ÷ 2  vB = 50rpm
Quanto ao sentido de rotação da engrenagem B, podemos explicar pela figura:
A engrenagem B gira no sentido anti-horário.
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2 – Colégio Pedro II - Campus Tijuca II
Considere as três engrenagens acopladas simbolizadas na figura. A engrenagem A tem 50 dentes e gira no sentido horário, indicado na figura, com velocidade angular de 100rpm (rotação por minuto). A engrenagem B tem 100 dentes e a C tem 20 dentes. Determine a velocidade angular de rotação (em rpm)
da engrenagem B e diga em que sentido ela gira.
PROVA 2a CERTIFICAÇÃO DE FÍSICA
2ª SÉRIE – 2O TURNO
Ensino Médio
GABARITO – INTEGRADO
7a QUESTÃO (1,0 ponto)
Quando um carro executa uma curva, com módulo da velocidade constante, ele está acelerado? Justifique
sua resposta com base em fundamentos físicos.
Sendo a velocidade constante o movimento é dito uniforme, mas ao executar uma curva
há variação na direção do vetor velocidade logo está presente a aceleração centrípeta (mede
a rapidez com que muda de direção o vetor velocidade). Dessa forma podemos afirmar que o
movimento é acelerado.
Somente o movimento retilíneo uniforme (MRU) não apresenta nenhuma forma de aceleração.
8a QUESTÃO (1,0 ponto)
Um bloco de massa 0,20kg desce deslizando sobre a superfície, que é considerada como ideal (sem atrito), mostrada na figura. No ponto A, a 60cm acima
do plano horizontal EBC, o bloco tem uma velocidade de 2,0m/s. Determine a
velocidade ao passar pelo ponto B e diga se esta velocidade seria maior, menor
ou igual, caso o bloco fosse mais pesado. Despreze quaisquer forças dissipativas. Considere g = 10 m/s2.
Considerando o sistema conservativo, não há perda de energia. Assim, podemos escrever:
m × v2A
m × v2B
= m × g × hB +
2
2
Simplificando a massa m e considerando hB = 0, temos:
EAmecânica = EBmecânica  m × g × hA +
3 – Colégio Pedro II - Campus Tijuca II
v2A
v2B
22
v2B
g × hA +
= g × hB +
 10 × 0,6 +
= 10 × 0 +
2
2
2
2
Logo:
v2B
8=
 vB = √16
2
Assim:
vB = 4,0m/s
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PROVA 2a CERTIFICAÇÃO DE FÍSICA
2ª SÉRIE – 2O TURNO
Ensino Médio
GABARITO – INTEGRADO
9a QUESTÃO (1,0 ponto)
Uma pedra com massa igual a 0,10kg é lançada verticalmente para cima com energia cinética igual a 20
joules. Calcule a altura máxima atingida pela pedra. Despreze a resistência do ar.
Considerando o sistema conservativo, a altura inicial nula e na altura máxima velocidade
nula. Podemos escrever:
Emecânica inicial = Emecânica final  (EC + EP )
= (EC + EP )
 ECinicial = EPfinal
inicial
final
Logo:
20 = m × g × hfinal  20 = 0,1 × 10 × hfinal  hfinal =
20
1
Portanto:
hfinal = 20m
10a QUESTÃO (1,0 ponto)
Durante a Segunda Guerra Mundial, era comum o ataque com bombardeiros a alvos inimigos por meio de uma técnica denominada mergulho, cujo
esquema pode ser observado a seguir. O mergulho do avião iniciava-se a
5000m de altura, e a bomba era lançada sobre o alvo de uma altura de 500m.
Considere a energia gravitacional do avião em relação ao solo, no ponto inicial do ataque, igual a E1 e, no ponto de onde a bomba é lançada, igual a E2.
Calcule E1 / E2
4 – Colégio Pedro II - Campus Tijuca II
Calculando a razão, entre as energias potenciais gravitacionais, pedida na questão:
E1 m × g × h 1
E1 h 1
E1 5000
=

=

=
E2 m × g × h 2
E2 h 2
E2
500
Logo:
E1
= 10
E2
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