“Prova de Física: Questões sobre Queda Livre e Gráficos”
Tema: calcular a area dos graficos, queda livre , lancamento vertical, movimento uniformemente variado
Etapa/Série: 1º ano
Disciplina: Física
Questões: 10
Prova de Física – 1º Ano
## Tema: Calcular a área dos gráficos, queda livre, lançamento vertical e movimento uniformemente variado
### Instruções Gerais:
– Leia atentamente cada questão.
– Responda com clareza e de forma completa.
– Justifique suas respostas sempre que solicitado.
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### Questões Dissertativas
Questão 1:
Explique o conceito de queda livre. Quais são as características principais desse movimento e como ele se relaciona com a aceleração da gravidade?
*(Valor: 2 pontos)*
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Questão 2:
Descreva o movimento de lançamento vertical para cima. Qual é a força que atua sobre o objeto durante esse movimento e como isso afeta a trajetória do objeto?
*(Valor: 2 pontos)*
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Questão 3:
Um gráfico de velocidade versus tempo é traçado para um corpo em movimento uniformemente variado. Como podemos calcular a área desse gráfico e que tipo de informação essa área nos fornece?
*(Valor: 2 pontos)*
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Questão 4:
Um objeto é lançado verticalmente para cima com uma velocidade inicial de 20 m/s. Calcule a altura máxima que esse objeto atingirá. Utilizar g = 10 m/s².
*(Valor: 3 pontos)*
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Questão 5:
Imaginemos que um objeto caia de uma altura de 45 metros. Determine o tempo total que levará para atingir o solo. Utilize g = 10 m/s².
*(Valor: 3 pontos)*
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Questão 6:
Em um gráfico de posição versus tempo, como a forma da curva pode indicar o tipo de movimento de um objeto? Forneça exemplos de diferentes formatos de gráfico e suas interpretações.
*(Valor: 3 pontos)*
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Questão 7:
Discuta a diferença entre movimento uniformemente acelerado e movimento uniforme. Dê exemplos de situações cotidianas que ilustram cada tipo de movimento.
*(Valor: 2 pontos)*
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Questão 8:
Um carro parte do repouso e acelera uniformemente a 2 m/s². Calcule a distância percorrida após 10 segundos. Justifique seu raciocínio utilizando a fórmula apropriada.
*(Valor: 3 pontos)*
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Questão 9:
Se um corpo é lançado para baixo com uma velocidade inicial de 5 m/s, determine a velocidade do corpo após 3 segundos de queda, considerando g = 10 m/s².
*(Valor: 2 pontos)*
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Questão 10:
Para um objeto em movimento uniformemente variado, explique como a área sob a curva do gráfico de velocidade versus tempo se relaciona com a deslocação total do objeto. Dê um exemplo para ilustrar sua explicação.
*(Valor: 2 pontos)*
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# Gabarito
Questão 1:
A queda livre é o movimento de um objeto sob a influência exclusiva da gravidade, caracterizando-se pela aceleração constante de aproximadamente 9,81 m/s² (no entanto, simplificamos para g = 10 m/s²). O objeto não experimenta resistência do ar, e a única força agindo sobre ele é a força gravitacional.
Questão 2:
Durante o movimento de lançamento vertical para cima, a única força que atua sobre o objeto é a força da gravidade, que age para baixo, causando uma desaceleração. Isso resulta em uma trajetória ascendente até a altura máxima, onde a velocidade se torna zero antes do objeto começar a cair novamente.
Questão 3:
A área sob o gráfico de velocidade versus tempo representa a distância total percorrida. A área pode ser calculada em diferentes formas geométricas, como triângulos ou retângulos, dependendo da linearidade da curva.
Questão 4:
Para encontrar a altura máxima, usamos a fórmula ( v^2 = u^2 + 2as ). No ponto máximo, v = 0, u = 20 m/s, e a = -10 m/s² (decaindo). Isso resulta em ( 0 = (20)^2 + 2(-10)s ). Portanto, s = 20 m.
Questão 5:
Usamos a fórmula da queda livre: ( s = gt^2/2 ). Em 45 m = 10t²/2 → t² = 9 → t = 3s.
Questão 6:
Um gráfico linear indica movimento uniforme, enquanto uma curva representa movimento uniformemente acelerado. Por exemplo, um gráfico parabólico indica aceleração constante.
Questão 7:
Movimento uniforme ocorre a velocidade constante, como um carro em velocidade constante em uma estrada plana. Movimento uniformemente acelerado, como um carro acelerando ao sair de um semáforo.
Questão 8:
Usamos a fórmula ( s = ut + frac{1}{2}at^2 ). Com u = 0, a = 2 m/s², e t = 10 s, teremos ( s = 0 + frac{1}{2}(2)(10^2) = 100 m ).
Questão 9:
A velocidade após 3 segundos é dada pela fórmula ( v = u + at ). Aqui, ( v = 5 + (10)(3) = 35 m/s ).
Questão 10:
A área sob a curva de um gráfico de velocidade versus tempo, que é um trapézio em movimento uniformemente variado, representa a distância total percorrida. Por exemplo, em um movimento acelerado, essa área cresce, indicando maior deslocação.
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Observações Finais: Esta prova visa não apenas avaliar a compreensão dos conteúdos referentes à área sob gráficos e movimentos, mas também promover a análise e a aplicação prática dos conceitos físicos estudados. Boa sorte!
