“Prova de Física: Energia, Colisões e Equilíbrio no 1º Ano”
Tema: energia cinética, energia potencial gravitacional, colisões, empuxo, momento de uma força, equilíbrio e massa especifica
Etapa/Série: 1º ano – Ensino Médio
Disciplina: Física
Questões: 20
Prova de Física – 1º Ano do Ensino Médio
Tema: Energia Cinética, Energia Potencial Gravitacional, Colisões, Empuxo, Momento de uma Força, Equilíbrio e Massa Específica
Nome: _______________
Data: _______________
Turma: _______________
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Instruções: Responda às questões a seguir de acordo com o seu conhecimento e compreensão dos temas abordados. Certifique-se de ler atentamente cada questão antes de respondê-la.
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Questões de Múltipla Escolha
1. A energia cinética (E_k) d e um corpo é dada pela fórmula:
a) E_k = m * g * h
b) E_k = 1/2 * m * v²
c) E_k = m * v
d) E_k = m * a * d
2. Em um cenário onde uma bola de futebol é lançada verticalmente, a maior energia potencial gravitacional ocorre:
a) No ponto mais alto da trajetória
b) No solo, antes do lançamento
c) No momento do arremesso
d) Quando a bola está na metade do caminho
3. A energia potencial gravitacional (E_p) de um objeto é calculada por:
a) E_p = m * v
b) E_p = 1/2 * m * a²
c) E_p = m * g * h
d) E_p = 4/3 * π * r³
### Questões Verdadeiro/Falso
4. ( ) O empuxo é a força que atua para cima em um objeto submerso em um fluido.
5. ( ) Em uma colisão elástica, a energia cinética total do sistema se conserva.
6. ( ) Um objeto em equilíbrio não sofre nenhuma força resultante atuando sobre ele.
### Questões de Completar as Frases
7. O momento de uma força (τ) é calculado por _________, onde F é a força aplicada e d é a distância perpendicular até o ponto de aplicação.
8. A massa específica (ρ) é definida como a razão entre a massa de um objeto e seu _________.
### Questões Dissertativas
9. Explique a diferença entre colisões elásticas e inelásticas, incluindo exemplos de cada tipo.
10. Descreva como o princípio de Arquimedes explica o empuxo que atua em um corpo submerso em um fluido.
11. Um bloco de massa 10 kg é levantado a uma altura de 5 m. Calcule a energia potencial gravitacional adquirida pelo bloco, considerando g = 9,8 m/s².
12. Um corpo é colocado em um plano inclinado. Quais forças atuam sobre ele e como elas influenciam o movimento?
### Perguntas Contextualizadas
13. Um carro está a 60 km/h e colide com outro carro que está parado. Explique quais são as consequências em termos de energia cinética e como isso se relaciona com a segurança veicular.
14. Em uma experiência, um aluno mede a massa de um líquido e o volume de um recipiente. Como ele pode calcular a massa específica desse líquido? Cite a fórmula e os passos necessários.
15. Uma criança empurra um balanço em um parque. Quais são as forças que atuam no balanço durante o movimento e como essas forças podem ser descritas em termos de equilíbrio?
### Questões de Análise Crítica
16. Como a energia potencial gravitacional pode ser transformada em energia cinética? Dê um exemplo em que essa transformação ocorre.
17. Em que situações o princípio de conservação de momento linear é aplicado na vida cotidiana? Forneça ao menos dois exemplos.
18. Disserte sobre a importância do equilíbrio em estruturas arquitetônicas, citando como a massa específica dos materiais influencia a estabilidade.
### Problemas Práticos
19. Calcule o empuxo que atua sobre um bloco de madeira com volume de 0,5 m³ submerso em água, sabendo que a densidade da água é de 1000 kg/m³.
20. Um objeto de 20 kg é colocado em uma balança em um local onde a gravidade é de 9,8 m/s². Qual é a força que a balança mostrará?
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Gabarito
1. b) E_k = 1/2 * m * v². Essa é a fórmula correta para a energia cinética, que depende da massa (m) e da velocidade (v) do objeto.
2. a) No ponto mais alto da trajetória. Neste ponto, a energia potencial é máxima e a cinética é mínima.
3. c) E_p = m * g * h. Essa é a fórmula utilizada para calcular a energia potencial gravitacional.
4. V Verdadeiro. O empuxo é de fato a força que age contra a gravidade sobre um corpo submerso.
5. V Verdadeiro. Colisões elásticas mantêm a energia cinética total.
6. V Verdadeiro. Um corpo em equilíbrio tem forças equilibradas que se anulam.
7. τ = F * d. O momento é produto da força e a distância ao eixo de rotação.
8. volume. A massa específica é massa por unidade de volume.
9. Colisões elásticas conservam a energia cinética total (ex: bolinhas de bilhar), enquanto as inelásticas não (ex: carros batendo).
10. O princípio de Arquimedes afirma que o empuxo é igual ao peso do fluido deslocado.
11. E_p = m * g * h = 10 kg * 9,8 m/s² * 5 m = 490 J.
12. No plano inclinado, atuam forças como a gravidade, que é decomposta em força paralela e perpendicular ao plano, afetando a aceleração do corpo.
13. O carro em movimento tem energia cinética que, ao colidir, é transferida gerando dano; isso reforça a importância de dispositivos de segurança nos veículos.
14. Ele calcula a massa específica dividindo a massa pelo volume. Os passos são medir a massa (massa em kg) e o volume (em m³) e aplicar ρ = m/V.
15. Durante o balanço, forças como a gravidade e a força de reação do ponto de apoio atuam, mantendo o equilíbrio e permitindo o movimento.
16. A energia potencial gravitacional se transforma em energia cinética em quedas ou descidas, como uma bola solta de uma altura.
17. O princípio é aplicado em esportes como futebol e basquete (refletindo mudanças de direção e colisões).
18. O equilíbrio é essencial para evitar quedas e colapsos, e a massa específica influencia a escolha dos materiais.
19. Empuxo = volume * densidade do fluido = 0,5 m³ * 1000 kg/m³ = 500 kg (equivalente a 4900 N na gravidade comum).
20. A força que a balança mostrará é F = m * g = 20 kg * 9,8 m/s² = 196 N.
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Espero que esta prova atenda às suas expectativas! Os temas foram abordados de forma a estimular a compreensão teórica e prática dos alunos, possibilitando tanto o aprendizado efetivo quanto a avaliação crítica das aplicações da física em situações cotidianas.
