Prova de Física: Queda Livre e Cinemática para 1º Ano

Tema: Movimento cinemática, queda livre e equação horaria do movimento.
Etapa/Série: 1º ano – Ensino Médio
Disciplina: Física
Questões: 5

Prova de Física – 1º Ano do Ensino Médio

Tema: Movimento, cinemática, queda livre e equação horária do movimento.

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Instruções:

• Leia atentamente cada questão.
• Responda a todas as questões de forma clara e objetiva.
• O tempo disponível para a prova é de 60 minutos.

Questões:

Questão 1: (Múltipla Escolha – 2 pontos)

Um objeto é solto a partir do repouso em uma queda livre. Considerando a aceleração da gravidade como 9,81 m/s², a distância percorrida pelo objeto após 2 segundos de queda é:

• A) 19,62 m
• B) 4,9 m
• C) 9,81 m
• D) 39,24 m

Questão 2: (Verdadeiro ou Falso – 2 pontos)

Analise as afirmações abaixo sobre o movimento de queda livre e marque V (verdadeiro) ou F (falso):

• A) O movimento de queda livre ocorre exclusivamente em ambientes vazios. ( )
• B) Em queda livre, a única força atuante no corpo é a gravidade. ( )
• C) Todos os objetos caem com a mesma aceleração na ausência de resistência do ar. ( )
• D) Um objeto em queda livre aumenta sua velocidade a uma taxa constante. ( )

Questão 3: (Completar Frases – 3 pontos)

Complete as frases abaixo utilizando os termos apropriados: (equação, espaço, tempo, movimento uniformemente acelerado, gravidade)

1. A equação que relaciona o espaço percorrido em um movimento uniformemente acelerado com o tempo é chamada de ________.
2. No movimento de queda livre, o espaço percorrido é diretamente proporcional ao quadrado do ________.
3. A aceleração da gravidade na Terra é de aproximadamente ________ m/s².

Questão 4: (Dissertativa – 4 pontos)

Considere um objeto que é solto de uma altura de 20 metros. Utilize a equação do movimento uniformemente acelerado para calcular o tempo que o objeto levará para atingir o solo. Discuta os fatores que podem alterar esse tempo em uma situação real.

Questão 5: (Aplicação Prática – 5 pontos)

Um estudante realiza um experimento onde solta uma bola de tênis e uma bola de chumbo de uma altura de 10 metros. Ambas as bolas atingem o solo ao mesmo tempo. Explique, com base nos conceitos de cinemática e quedas livres, por que as duas bolas, apesar de suas diferenças, têm o mesmo tempo de queda. Considere também se a resistência do ar tem impacto nesse experimento.

Gabarito:

Questão 1:

Resposta Correta: A) 19,62 m

Justificativa: Utilizando a fórmula para a distância na queda livre: s = gt²/2, onde g = 9,81 m/s² e t = 2s. Assim, s = 9,81 * (2)²/2 = 19,62 m.

Questão 2:

Respostas Correta:

• A) F
• B) V
• C) V
• D) V

Justificativa: O movimento de queda livre ocorre em qualquer meio (com resistência do ar ou não). A única força predominante é a gravidade, o que faz com que todos os objetos caiam com a mesma aceleração na ausência de outras forças, e eles aumentam a velocidade a uma taxa constante devido à aceleração da gravidade.

Questão 3:

Respostas:

1. A equação que relaciona o espaço percorrido em um movimento uniformemente acelerado com o tempo é chamada de equação.
2. No movimento de queda livre, o espaço percorrido é diretamente proporcional ao quadrado do tempo.
3. A aceleração da gravidade na Terra é de aproximadamente 9,81 m/s².

Questão 4:

Resposta Esperada: O aluno deve utilizar a equação s = gt²/2, substituindo s por 20 m para encontrar t. O cálculo resulta em t² = 20/(9,81/2) = 4,08, logo t ≈ 2,02 segundos. Em situações reais, fatores como a resistência do ar, vento e a forma do objeto podem afetar o tempo de queda, e a velocidade terminal deve ser considerada.

Questão 5:

Resposta Esperada: O estudante deve explicar que, na ausência de resistência significativa do ar, todos os objetos em queda livre experimentam a mesma aceleração devido à gravidade, resultando em tempos de queda iguais, apesar da diferença de massa. O impacto da resistência do ar pode ser mencionado, especialmente em objetos com formas e áreas de superfície diferentes.

Esta prova aborda aspectos fundamentais da cinemática e do movimento, de acordo com as diretrizes da Base Nacional Comum Curricular (BNCC) para o ensino de Ciências da Natureza e suas Tecnologias.