int fisica - AP2-2019_1-v2 - Gabarito

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IF/UFRJ 
Introdução às Ciências Físicas I
1o Semestre de 2019 
AP2 de ICF1
Profs. Germano Penello e Lucas Sigaud
Instruções
As questões devem ser resolvidas a partir dos conceitos estudados 
durante o curso. A duração da prova é de duas horas e meia. Você 
pode utilizar a máquina de calcular. Apresente apenas uma 
resposta por item da prova. Deixe claro o que for rascunho, 
riscando o que não deve ser considerado. 
ESTA PROVA CONTÉM QUATRO (4) QUESTÕES E SETE (7) 
PÁGINAS. VERIFIQUEM ANTES DE INICIAR A MESMA!
Responda cada questão apenas no espaço alocada para a 
mesma (dentro dos retângulos), pois apenas este espaço será 
corrigido! Para que você tenha direito à vista de prova, a prova 
deve ser integralmente feita à caneta. 
AP2 de ICF1 – 2019.1
1
Polo:______________________
Data:______________________
Curso:_____________________
Questão
1ª
2ª
3ª
4ª 
Total
Nota Rubrica
Instituto de Física - UFRJ
Nome legível:___________________________________________
Assinatura:_____________________________________________
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x
y
h0
v0
d
c) Escreva x(t) , y(t) (componentes da posição nas direções x e y, 
respectivamente) para a partícula, como funções do tempo.
b) Escreva vx(t) e vy(t) (componentes da velocidade instantânea nas direções 
x e y, respectivamente) para a partícula, como funções do tempo.
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e) Determine o tempo que em que a partícula atinge o chão.
f) Determine a que distância d a partícula se encontra do muro ao atingir o 
chão.
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Questão 2 ( 3,0 pontos)
Na figura abaixo estão representados o eixo de rotação da Terra, a linha do 
Equador, os Hemisférios Norte e Sul e os raios solares. Baseado nesta figura, 
responda as perguntas dos itens (a) e (b).
Eixo de rotação
Hemisfério NorteHemisfério Sul
Eq
ua
do
r
Terra
(a) Na situação apresentada na figura, diga em qual dos dois Hemisférios é 
verão. Justifique sua resposta.
Raios solares
(b) Faça um novo desenho que represente o inverno neste mesmo Hemisfério. 
Deixe claro no seu desenho o eixo de rotação da Terra, a linha do Equador, os 
Hemisférios Norte e Sul e os raios solares.
(c) Quantas marés altas acontecem em um dia? Justifique sua resposta.
No Hemisfério norte é verão enquanto que no hemisfério sul é inverno. No 
hemisfério sul é inverno pois a incidência solar tem uma maior inclinação na 
sua superfície (menor insolação). Já no hemisfério norte, a incidência solar 
tem uma inclinação menor (maior insolação) fazendo com que haja maior 
transferência de energia solar para esta região.
Eixo de rotação
Hemisfério NorteHemisfério Sul
Eq
ua
do
r
Terra
Raios solares
Verão no hemisfério sul
Inverno no hemisfério norte
Duas marés altas por dia. A maré se dá por 
causa das forças gravitacionais da Lua e do Sol 
com a água do oceano e a rotação da terra. Ao 
completar uma rotação em um dia, a terra passa 
por dois pontos de máximo da maré como visto 
no desenho ao lado.
Terra
Oceano
Desenho exagerando a maré
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(d) Faça um desenho apontando corretamente o posicionamento do sol, da 
lua e da terra durante as marés de sizígias. 
(e) Faça um desenho apontando corretamente o posicionamento do sol, da 
lua e da terra durante as marés de quadraturas. 
(f) A partir dos desenhos acima, explique qual a maré é mais alta?
(g) Quais são as fases da lua durante as marés de sizígia? Quais são as 
fases da lua durante as marés de quadraturas?
Sol
Lua
Nova
Terra
Lua
Cheia
Sol Lua quarto crescente
Lua quarto minguante
Terra
As marés de sizígias ocorrem nas luas novas ou nas luas cheias
As marés de quadratura ocorrem nas luas quarto minguante ou crescente
As marés mais altas ocorrem nas marés de sizígias. O alinhamento de terra, lua 
e sol faz com que a atração gravitacional entre a lua e o sol com o oceano 
estejam alinhadas. A atração neste caso é mais intensa, causando as marés 
mais altas e as marés mais baixas possíveis.
Como mostrado no desenho acima, as marés de sizígia ocorrem durante as Luas 
novas e Luas cheias. As marés de quadratura ocorrem durante as Luas quarto 
crescente e quarto minguante.
Obs. As dimensões dos corpos no desenho estão fora de escala
Obs. As dimensões dos corpos no desenho estão fora de escala
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Analise as afirmativas abaixo e indique se cada uma é verdadeira (V) ou 
falsa (F). Caso seja verdadeira, explique o porquê. Caso seja falsa, 
escreva a versão correta da frase correspondente no espaço 
seguinte. Respostas sem justificativas não serão consideradas.
I. ( V ) Quando lançamos um objeto para cima, na vertical, a sua 
aceleração nunca será nula antes de atingir o solo.
II. ( F ) Quando lançamos um objeto para cima, na vertical, a sua 
velocidade nunca será nula antes de atingir o solo.
III. ( F ) A normal estará sempre na mesma direção que a força peso.
IV. ( V ) Um objeto em movimento com velocidade constante em 
relação a um referencial inercial, sem a ação de uma força externa, 
jamais irá atingir um estado de repouso neste referencial.
V. ( F ) Um objeto em movimento, em contato com uma superfície, 
poderá ter uma força de atrito cujo módulo seja menor que o 
produto entre o coeficiente de atrito e a força normal entre eles.
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Questão 3 (2,0 pontos)
I. A aceleração em queda livre é sempre constante (aceleração 
da gravidade, valendo 9,8 m/s2) e diferente de zero.
II. A velocidade no ponto mais alto da trajetória em queda livre é 
sempre nula (ponto onde o objeto inverte o sentido do 
movimento).
III. A normal é sempre perpendicular à superfície de contato entre 
dois corpos, enquanto a força peso tem sempre direção 
vertical, apontando para o centro da Terra. Se a superfície de 
contato não for horizontal, a normal não estará na mesma 
direção da força peso (exemplo: o bloco em um plano 
inclinado terá peso e normal em direções diferentes).
IV. Este é o enunciado da primeira Lei de Newton, ou a Lei da 
Inércia: sem a ação de forças externas, um corpo em um 
referencial não-aceleradonão tem condição de mudar seu 
estado de movimento. Logo, e le permanecer ia com 
velocidade constante.
V. Se o objeto está em movimento, o atrito entre os corpos é 
cinético. A força de atrito cinética tem sempre módulo igual ou 
produto entre o coeficiente de atrito e a força normal entre o 
objeto e a superfície.
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Questão 4 (2,0 pontos)
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Considere uma caixa, de massa igual 10 kg, sendo puxada, sobre uma 
superfície horizontal, por um fio que faz um ângulo de 30º com esta superfície. 
Considere a aceleração da gravidade como 10 m/s2, e os coeficientes de atrito 
cinético e estático entre a caixa e a superfície como sendo de, respectivamente, 
μc = 1,2 e μe = 1,4. 
a) Desenhe, na figura, todas as forças que atuam sobre a caixa.
b) Considere que o modulo da força aplicada na corda (tensão) seja de 
30 N. Determine a aceleração da caixa. Justifique sua resposta.
c) Considere que o modulo da força aplicada na corda seja agora de 
100 N. Determine a nova aceleração da caixa. Justifique sua resposta.
30º
Substituindo ambos os valores, encontramos aceleração positiva. 
Logo, o bloco tem de estar em movimento e o atrito é cinético.