“Prova de Física Mecânica: Questões para 1º Ano do Ensino Médio”

Tema: Física mecanica
Etapa/Série: 1º ano – Ensino Médio
Disciplina: Física
Questões: 12

Prova de Física – 1º Ano do Ensino Médio

Tema: Física Mecânica

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Instruções: Responda todas as questões a seguir e justifique onde solicitado. Para as questões de múltipla escolha, assinale apenas uma alternativa. Utilize caneta azul ou preta para a resposta.

Questão 1 – Trabalho da força de atrito em um plano inclinado

Um bloco de 10 kg desliza por um plano inclinado de 30º. A força de atrito entre o bloco e o plano é de 20 N.

Qual é o trabalho realizado pela força de atrito durante um deslocamento de 5 metros ao longo do plano?

Questão 2 – Força de atrito no plano horizontal

Um carro de 900 kg está parado em uma superfície horizontal. Se a força de atrito estático máxima é de 1200 N, qual é a força máxima que pode ser aplicada ao carro sem que ele comece a se mover?

Questão 3 – Trabalho da força peso

Uma caixa de 50 kg é levantada a uma altura de 4 m. Qual é o trabalho realizado pela força peso durante este deslocamento?

Questão 4 – Casos de força centrípeta

Descreva dois exemplos de forças centrípetas em movimento circular e explique como elas atuam nos respectivos sistemas.

Questão 5

Um avião voa a 720 m de altura com uma velocidade constante de 720 km/h. Dentro do avião, uma pessoa segura um relógio de corrente.

1. (A) O que acontece com o relógio quando o avião freia, acelera e mantém velocidade constante?
2. (B) Se o relógio cair do avião, qual é o tempo de queda até o solo? Considere a aceleração da gravidade como 10 m/s².
3. (C) Qual é o alcance horizontal do relógio ao cair do avião? (Considere também a velocidade constante do avião).

Questão 6 – Sensação de peso em diferentes contextos

Descreva como a sensação de peso de uma pessoa muda ao subir e descer um morro íngreme e também ao utilizar um elevador que sobe e desce em alta velocidade. Justifique sua resposta.

Questão 7 – Força centrípeta em representação gráfica

Desenhe um diagrama representando um corpo em movimento circular uniforme e identifique as forças que atuam sobre ele, destacando a força centrípeta.

Questão 8 – Carro fazendo uma curva inclinada

Um carro faz uma curva em uma estrada inclinada. Explique como a inclinação da estrada afeta a força centrípeta necessária para manter o carro na curva, incluindo os vetores de força envolvidos.

Questão 9 – Plano Inclinado

Em um plano inclinado, o cateto oposto mede 3 m e a hipotenusa mede 5 m. Determine o ângulo de inclinação e explique como calculá-lo.

Questão 10 – Homem em plano inclinado

Um homem com peso de 800 N está sendo puxado por uma força F para subir um plano inclinado de 30º, mantendo uma velocidade constante de 3 m/s. Calcule a força F necessária. Também determine o trabalho realizado nos primeiros 2 segundos.

Questão 11 – Completando frases

Complete as frases abaixo:

1. A força centrípeta é a força que mantém um corpo ___________ em um ___________ e é sempre direcionada para ___________.
2. O trabalho é uma grandeza física que mede ___________ aplicada no deslocamento de um corpo.

Gabarito

Questão 1

Resposta: -100 J (O trabalho da força de atrito é negativo porque a força de atrito atua na direção oposta ao deslocamento).

Questão 2

Resposta: 1200 N (Força máxima de atrito é a máxima força que pode ser aplicada antes de ocorrer movimento).

Questão 3

Resposta: -2000 J (Trabalho é negativo pois a força peso é contrária ao deslocamento).

Questão 4

– Exemplo 1: Um carro fazendo uma curva (força centrípeta é a força da estrada sobre os pneus).

– Exemplo 2: Um satélite em órbita (força gravitacional atua como força centrípeta).

Questão 5

(A) O relógio permanecerá estável nos três casos, mas pode sofrer inércia ao mudar de velocidade.

(B) Tempo de queda: t = sqrt(2h/g) = sqrt(8/10) = 0.894 s.

(C) Alcance horizontal: dist = v*t = 720*(0.894) = 643.68 m.

Questão 6

A sensação de peso diminui na descida (considerando forças gravitacionais e inerciais) e aumenta na subida.

Questão 7

Desenho deve apresentar um corpo com uma seta apontando para o centro do círculo e forças tangenciais.

Questão 8

A inclinação aumenta a normal, permitindo que o carro utilize a força gravitacional para auxiliar na força centrípeta necessária para a curva.

Questão 9

Resposta: O ângulo é aproximadamente 36,87° (usando a função seno). Para calcular, a fórmula é sen(θ) = cateto_oposto/hipotenusa.

Questão 10

Força F = 800N * sen(30°) = 400 N. O trabalho realizado é W = F*d = 400N * 3m * 2s = 2400J.

Questão 11

1. curva, círculo, o centro.

2. a energia.

Esta prova tem como objetivo elaborar e avaliar o conhecimento em física mecânica com foco em planos inclinados, forças, trabalho e movimento. Os alunos devem demonstrar entendimento conceptual e aplicá-lo a situações diferentes.