Cederj Gabarito AP3.2 2016.2

Prévia do material em texto

IF/UFRJ Introdução às Ciências Físicas-1
2° Semestre de 2016 AP32 de ICF1
 Instituto de Física
 UFRJ
 Terceira Avaliação Presencial de Introdução às Ciências Físicas I
Segundo Semestre de 2016
Polo:____________________Data:______________
Curso:_____________________________________
Nome:_____________________________________
Assinatura:_________________________________
INSTRUÇÕES
Essa prova contém quatro (4) questões. As questões devem ser resolvidas a partir dos
conceitos definidos e das Leis da Mecânica. A duração da prova é de duas horas e meia.
Você pode utilizar a máquina de calcular. Dê apenas uma resposta por item da prova.
Deixe claro o que for rascunho, riscando o que não deve ser considerado.
PARA VOCÊ TER DIREITO A VISTA DE PROVAS, ELA TEM QUE SER TODA FEITA A
CANETA.
Questão 1 (4,0 pontos)
Uma partícula de massa é lançada na horizontal com velocidade , ao
mesmo tempo em que outra, de massa é solta a partir do repouso da mesma altura
que a primeira, a do chão. Considere a gravidade . Nas respostas abaixo,
utilize os vetores unitários (horizontal, apontando para a direita) e (vertical, apontando para
cima).
a) Esboce no espaço abaixo a trajetória de cada partícula (1 e 2). Indique, em um ponto
aproximadamente na metade de cada trajetória, os vetores velocidade e aceleração de
cada partícula.
 (0,2pt para cada trajetória e 0,2pt para cada vetor. Total do item: 1,2pt)
Se os 2 vetores aceleração não forem iguais, perde 0,2 pt.
Coordenadores: Lúcia Coutinho e Sergio Jorás
1
Questão Nota Rubrica
1a
2a
3a
4a
Total
1
CHÃO
2
IF/UFRJ Introdução às Ciências Físicas-1
2° Semestre de 2016 AP32 de ICF1
b) Escreva em notação vetorial a aceleração de cada partícula:
0,5 pt (sem unidade perde 0,2pt)
c) Escreva em notação vetorial a expressão para a velocidade de cada partícula em função
do tempo:
com t em segundos e velocidade em m/s em ambas as respostas.
0,5 pt (sem unidade perde 0,2pt)
d) Escreva em notação vetorial a expressão para a posição de cada partícula em função
do tempo:
 com t em segundos e posição em m em ambas as respostas.
0,5 pt (sem unidade perde 0,2pt)
e) Qual o instante em que a partícula 1 bate no chão? 
0,3 pt (sem unidade perde 0,1pt)
f) Quais as coordenadas do ponto onde a partícula 1 bate no chão? 
não é necessário fazer a conta para y, se a resposta indicar que deve ser zero porque é a coordenada y do chão.
0,5 pt (sem unidade perde 0,2pt)
Coordenadores: Lúcia Coutinho e Sergio Jorás
2
IF/UFRJ Introdução às Ciências Físicas-1
2° Semestre de 2016 AP32 de ICF1
g) Qual o instante em que a partícula 2 bate no chão?
0,3 pt (sem unidade perde 0,1pt)
h) Os tempos de queda das duas partículas são iguais ou diferentes? Isto era o
esperado? Por quê?
São iguais porque as duas partículas partem da mesma altura com a mesma
componente vertical da velocidade (zero) e têm a mesma aceleração (da gravidade).
0,2 pt 
Questão 2 (2,0 pontos)
As figuras abaixo representam trajetórias planas horizontais de um carro (indicado pelo
retângulo) com velocidade de módulo CONSTANTE, sempre percorridas da esquerda para a
direita. Não há gravidade. Indique, dentre as figuras abaixo, aquela onde os vetores velocidade
instantânea e aceleração do carro são dados por
 
Coordenadores: Lúcia Coutinho e Sergio Jorás
3
1 2
3 4
IF/UFRJ Introdução às Ciências Físicas-1
2° Semestre de 2016 AP32 de ICF1
Questão 3 (2,5 pontos)
Uma pedra de massa , presa a um fio ideal de de comprimento, gira em um
plano VERTICAL no sentido anti-horário, como indica a figura abaixo. Despreze a resistência do
ar e considere .
a) Represente, no espaço abaixo, as FORÇAS que atuam sobre a pedra quando ela está
na posição indicada na figura acima. 
o módulo da tração deve ser
maior do que o do peso.
0,5pt (módulos invertidos ou iguais, perde 0,2pt)
b) Suponha que a velocidade da pedra, na posição indicada, seja de . Qual a
aceleração da pedra neste instante, em ? 
 
0,5pt (sem unidade perde 0,2pt)
Coordenadores: Lúcia Coutinho e Sergio Jorás
4
IF/UFRJ Introdução às Ciências Físicas-1
2° Semestre de 2016 AP32 de ICF1
c) Usando o resultado do item anterior, calcule o valor da força resultante (em ) pela 2a
Lei de Newton. 
Pela 2a Lei de Newton: 
0,5pt (sem unidade perde 0,2pt)
d) Qual o valor da tensão no fio (em ) neste mesmo instante?
 
 
 
0,5pt (sem unidade perde 0,2pt)
e) Calcule o valor da força resultante (em ) pelo módulo da soma vetorial das forças
indicadas por você no item (a). Compare com o resultado do item (c) e comente.
Soma vetorial de e :
 
Módulo:
Como esperado, são iguais.
0,5pt (sem unidade perde 0,2pt)
Coordenadores: Lúcia Coutinho e Sergio Jorás
5
IF/UFRJ Introdução às Ciências Físicas-1
2° Semestre de 2016 AP32 de ICF1
Questão 4 (1,5 pontos)
Considere a figura abaixo, fora de escala, que indica a posição da Terra e de Marte ao redor do
Sol, em diversas épocas do ano (numeradas de 1 a 7). 
a) Com base nesta figura, indique na parte superior do espaço abaixo o movimento que
vemos de Marte a partir da Terra contra o fundo de estrelas consideradas fixas. Numere as
posições de acordo com a época do ano correspondendo às épocas numeradas de 1 a 7.
 1 5 6 3 2 4 7
O desenho não precisa ser idêntico
ao indicado aqui, mas deve mostrar
claramente o movimento
retrógrado do planeta
1,0pt
b) Qual destes planetas tem maior velocidade angular em relação ao Sol? Justifique.
Durante o mesmo intervalo de tempo (do instante 1 ao 7), a Terra tem uma variação
angular maior que a de Marte. Assim, portanto, a velocidade angular (média) da 
Terra é maior.
0,5pt
Coordenadores: Lúcia Coutinho e Sergio Jorás
6
TERRA
MARTE1
2
3 4 5
6
7
1
2
3 4 5
6
7
	Questão
	Nota
	Rubrica
	1a
	2a
	3a
	4a
	Total
	Instituto de Física
	UFRJ
	Terceira Avaliação Presencial de Introdução às Ciências Físicas I