AVALIAÇÃO ACUMULATIVA DE FÍSICA AC2 1º TRIMESTRE NOME: _____________________________________________________________Nº _____ ANO/SÉRIE: 1º Ensino Médio ________ DATA: 08/04/2012 PROFESSOR : Osvaldo Dias Venezuela. Instruções: Essa prova tem 13 questões. Cada questão dissertativa vale 1,0 ponto e deve ser justificada. Cada teste vale 0,5 ponto e não pode ser rasurado. Faça sua prova com lápis, escreva somente a resposta final com caneta. Não é permitido nenhum empréstimo de material. 1. O gráfico da função horária S v t, do movimento uniforme de um móvel, é dado ao a seguir. Pode-se afirmar que o móvel tem velocidade constante, em m/s, igual a: (0,5 ponto) a) 0,10 b) 0,75 c) 0,25 d) 4 e) 2 Valor Dez Nota Não é permitido o uso de nenhum aparelho eletrônico. A interpretação dos enunciados faz parte da prova. As questões podem ter sido modificadas. Boa Prova a) no instante t = 0, encontram-se a 40 m uma da outra; b) movem-se com a mesma velocidade; c) não se encontram. d) movem-se no mesmo sentido; e) movem-se em sentidos opostos; Resolução: a) Falso, no instante t = zero as partículas estão separadas por 35 m. b) Falso, as velocidades são diferentes. c) Falso, as partículas A e B encontram-se aos 5 s no ponto 20 m. d) Falso, a velocidade da partícula A é positiva e a velocidade da partícula B é negativa. e) Verdadeiro, a velocidade da partícula A é positiva e a velocidade da partícula B é negativa. 3. (ENEM) As bicicletas possuem uma corrente que liga uma coroa dentada dianteira, movimentada pelos pedais, a uma coroa localizada no eixo da roda traseira, como mostra a figura A. Resolução: 20 m S 1 v v v v 0, 25 t 4 80 s 2. Duas partículas A e B movem-se numa mesma trajetória, e o gráfico a seguir indica suas posições (s) em função do tempo (t). O número de voltas dadas pela roda traseira a cada pedalada depende do tamanho relativo destas coroas. Quando se dá uma pedalada na bicicleta da figura B (isto é, quando a coroa acionada pelos pedais dá uma volta completa), qual é a distância aproximada percorrida pela bicicleta, sabendo-se que o comprimento de um círculo de raio R é igual a 2 R , onde 3 ? (0,5 ponto) Pelo gráfico podemos afirmar que as partículas (0,5 ponto) a) 1,2 m b) 2,4 m c) 7,2 m d) 14,4 m e) 48,0 m Resolução: NT DT NF DF NT 10 1 30 NT 3 voltas S NT C S 3 DR S 3 3 80 S 720 cm S 7,20 m 4. Numa sala cúbica, de aresta a, uma mosca voa numa diagonal (segmento que une dois vértices, passando pelo centro da sala). O deslocamento da mosca tem módulo (0,5 ponto) a) a 3 9 b) a 4 c) 3a d) a e) a 2 dC dF Resolução: Cálculo da diagonal de face: dF a 2 a 2 dF 2a 2 dF a 2 Cálculo da diagonal do cubo: dC dF2 a 2 dC 2a 2 a 2 dF 3a 2 dF a 3 5. Um móvel desloca-se sobre a trajetória circular indicada a seguir. O sentido do movimento é indicado pela seta que acompanha a trajetória. Pergunta-se: 1 Quais vetores a seguir podem melhor indicar, respectivamente, a velocidade vetorial do móvel e a aceleração centrípeta no ponto A? (0,5 ponto) a) 5 e 4. b) 5 e 1. c) 3 e 1. d) 2 e 4. e) 2 e 1. Resolução: A velocidade vetorial tem direção tangente à trajetória, com sentido igual ao do corpo. A aceleração centrípeta aponta para o centro da curva. 6. (ACAFE SC) O mundo atual apresenta muitas situações de aceleração: um objeto caindo, um carro freando. O cálculo da alteração da velocidade está presente em muitas situações do dia-a-dia, como no pouso e decolagem de aviões. O conceito de aceleração transcende a cinemática, sendo utilizado em economia (variação das taxas de inflação e desemprego), em geografia (variação das taxas de crescimento populacional) e em medicina (variações no metabolismo). Com base em seus conhecimentos de Mecânica, é correto afirmar: (0,5 ponto) a) A inércia de um corpo está associada somente ao estado de repouso do corpo. b) A lei de ação e reação só é valida para corpos em repouso. c) Para um objeto caindo em queda livre ou um carro freando, a aceleração e a força resultante atuando nos corpos não serão nulas. d) Um corpo em MRU está sujeito a uma força resultante não nula. e) Um carro em alta velocidade implica afirmar que ele tem alta aceleração. Resolução: a) Falso, O corpo tem inércia mesmo em movimento. b) Falso, a lei da ação e reação vale o tempo todo. c) Verdadeiro, um corpo caindo está sujeito à força peso e um carro freando está sujeito à força de atrito do chão no pneu do carro. d) Falso, Se um corpo executa MRU (Movimento Retilíneo e Uniforme) a força resultante nele é nula. e) Falso, aceleração e velocidade são grandezas diferentes. 2 A 3 5 4 7. (FUVEST SP) Um homem tenta levantar uma caixa de 5 kg, que está sobre uma mesa, aplicando uma força m vertical de 30 N. Nessa situação, qual é o valor da força que a mesa aplica na caixa? g 10 s2 (1,0 ponto) Resolução: Cálculo da foça Peso: P m g P 5 10 P 50 N Cálculo da foça Normal (que a mesa aplica na caixa): T N P 0 30 N 50 0 N 20 N km , feitos por observadores que h dirigiam ao lado desses animais. Imagine o que é tentar medir a velocidade de um guepardo mantendo seu veículo emparelhado com o animal e ao mesmo tempo olhando de relance para um velocímetro que registra km 114 . Você conserva o veículo a uma distância constante de 8,0 m do guepardo, mas o barulho do motor faz h com que o guepardo se afaste continuamente ao longo de uma trajetória circular com 92 m de raio. Assim, você é forçado a seguir uma trajetória circular de 100 m de raio. (1,0 ponto) a) Qual é a sua velocidade angular ao longo da trajetória circular? b) Qual é a velocidade linear do guepardo? (Se você não levasse em consideração o movimento circular, km . Aparentemente, este tipo de erro foi cometido concluiria erroneamente que a velocidade do guepardo era 114 h nos relatos publicados). 8. Existem relatos de guepardos correndo à velocidade impressionante de 114 Resolução: RG RV a) Cálculo da velocidade angular: v 114 rad v R 0,317 s R 3,6 100 b) Cálculo da velocidade linear do guepardo: m vG 29,1 s vG R G vG 0,317 92 km vG 105 h 9. O objetivo de um navio é chegar a um porto situado 120 km ao norte do ponto de partida, mas uma tempestade inesperada o leva para um local situado 90 km a leste do ponto de partida. Que distância o navio deve percorrer para chegar ao destino? (1,0 ponto) (1,0 ponto) Resolução: x 2 120 2 90 2 x 2 14400 8100 x 2 22500 x 150 km x 120 90 10. (FUVEST) O sistema indicado, onde as polias são ideais, permanece em repouso graças à força de atrito entre o corpo de 10 kg e a superfície de apoio. Calcule o valor da força de atrito. (1,0 ponto) T2 f T1 Resolução: O sistema está em equilíbrio, assim a soma das forças em cada corpo deve ter resultante nula. T 2 No corpo de 4 kg: T1 PA 0 T1 PA No corpo de 6 kg: T2 PB 0 T 2 PB No corpo de 10 kg: T1 f T2 0 40 f 60 0 f 20 N PA 11. Uma pessoa (A) pratica corrida numa pista de 300 m , no sentido anti-horário, e percebe a presença de outro corredor (B) que percorre a mesma pista no sentido oposto. Um desenho esquemático da pista é mostrado ao lado, indicando a posição AB do primeiro encontro entre os atletas. Após 1 min e 20 s, acontece o terceiro encontro entre os corredores, em outra posição, localizada a 20 m de AB, e indicada na figura por A’B’ (o segundo encontro ocorreu no lado oposto da pista). Sendo v A e vB os módulos das velocidades dos atletas A e B, respectivamente, e sabendo que ambas são constantes, determine (1,0 ponto) a) v A e vB . b) a distância percorrida por A entre o primeiro e o segundo encontros, medida ao longo da pista. c) quantas voltas o atleta A dá no intervalo de tempo em que B completa 8 voltas na pista. Resolução: t 1 min 20 s 80 s S 300 20 m 280 a) vA A vA vA vA 3,5 80 t s 80 SB 300 20 320 m vB vB vB vB 4,0 80 t 80 s S1 3 280 b) S1 2 S12 140 m S1 2 2 2 c) Cálculo do tempo necessário ara que o corredor B dê 8 voltas: S 8 300 S vB B t B t t 600 s t 4 vB Cálculo do espaço percorrido por A, nesse intervalo de tempo: S vA A SA vA t SA 3,5 600 SA 2100 m t Cálculo do número de voltas: S 2100 NA A NA NA 7 voltas C 300 12. (UNICAMP 2012) – O transporte fluvial de cargas é pouco explorado no Brasil, considerando-se nosso vasto conjunto de rios navegáveis. Uma embarcação navega a uma velocidade de 26 nós, medida em relação à água do rio (use 1 nó = 0,5 m/s). A correnteza do rio, por sua vez, tem velocidade aproximadamente constante de 5,0 m/s em relação às margens. Qual é o tempo aproximado de viagem entre duas cidades separadas por uma extensão de 40 km de rio, se o barco navega rio acima, ou seja, contra a correnteza? (1,0 ponto) Resolução: Cálculo da velocidade do Barco em relação ao Rio: vBarco Rio 26 0,5 vBarco Rio 13 Cálculo da velocidade do Barco em relação à Margem: v Barco M arg em v Barco Rio vRioM arg em v Barco M arg em 13 5 Cálculo do tempo da viagem: v m s v Barco M arg em 8 m s t 5000 s S S 40000 t t t 1 hora, 23 min utos e 20 segundos 8 t v 13. (FEI) Um helicóptero cuja hélice possui pás de 2,25 m de comprimento, liga seu motor. Em um dado instante, m a pá entra em movimento a partir do repouso, com aceleração escalar constante de 3,0 na extremidade da pá. s2 Após 1,0 s, calcule: (1,0 ponto) m a) qual é a velocidade linear em de um ponto situado na extremidade da pá? s b) qual a aceleração total de um ponto situado na extremidade da pá? Resolução: v m v a t v 3 1 v 3 t s m Como a pá parte do repouso, v v0 v v 0 3 v 3 s 2 2 v m 3 b) Cálculo da aceleração centrípeta: a c a c ac 4 2 R 2,25 s m Cálculo da aceleração total: a 2 ac2 at2 a 2 4 2 3 2 a 5 2 s a) Cálculo da velocidade: a