1ª série – Física
SIMULADO – Física – 1ª série
Tipo: Vestibular (FUVEST, UNICAMP, UNESP, UERJ e similares)
Nome do aluno: _________________________
Escola: _________________________
Data: ____/____/____
Turma: _________ Nº: _____
Duração: 1h10min
Instruções gerais:
– Este simulado contém 10 questões objetivas e 3 dissertativas.
– Use calculadora se necessário.
– Responda todas as questões com atenção.
– Justifique suas respostas nas questões dissertativas.
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QUESTÕES OBJETIVAS
Questão 1 (Fácil)
Um carro de massa \( m = 800 \, \text{kg} \) se desloca a uma velocidade constante de \( v = 20 \, \text{m/s} \). Qual é a energia cinética do carro?
Questão 2 (Fácil)
Qual das seguintes afirmações sobre a energia cinética está correta?
Questão 3 (Médio)
Um objeto de massa \( 10 \, \text{kg} \) está em movimento com uma velocidade de \( 5 \, \text{m/s} \). Qual será a nova energia cinética se a velocidade do objeto aumentar para \( 10 \, \text{m/s} \)?
Questão 4 (Médio)
Um atleta corre a uma velocidade de \( 12 \, \text{m/s} \). Se sua massa é de \( 70 \, \text{kg} \), qual é a energia cinética que ele possui durante a corrida?
Questão 5 (Médio)
Um corpo em movimento possui energia cinética de \( 2000 \, \text{J} \) e uma massa de \( 50 \, \text{kg} \). Qual é a velocidade do corpo?
Questão 6 (Difícil)
Um carro de \( 1200 \, \text{kg} \) acelera de \( 0 \, \text{m/s} \) até \( 30 \, \text{m/s} \) em \( 10 \, \text{s} \). Calcule a energia cinética do carro ao final da aceleração. Qual é o trabalho realizado pela força resultante durante este intervalo?
Questão 7 (Difícil)
Um bloco de massa \( 4 \, \text{kg} \) é lançado verticalmente para cima com uma velocidade inicial de \( 20 \, \text{m/s} \). Calcule a energia cinética do bloco no momento do lançamento e a altura máxima que ele atinge. (Considere \( g = 10 \, \text{m/s}^2 \))
Questão 8 (Difícil)
Um objeto de \( 15 \, \text{kg} \) é lançado horizontalmente a partir de uma altura de \( 45 \, \text{m} \). Qual é a energia cinética do objeto ao atingir o solo, considerando a energia potencial inicial?
Questão 9 (Difícil)
Um ciclista de \( 70 \, \text{kg} \) se move a uma velocidade de \( 15 \, \text{m/s} \). Se ele dobra sua velocidade, qual será a nova energia cinética?
Questão 10 (Difícil)
Um carro de \( 1.000 \, \text{kg} \) está em movimento a \( 25 \, \text{m/s} \). O motorista decide reduzir a velocidade para \( 15 \, \text{m/s} \). Calcule a variação da energia cinética do carro.
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QUESTÕES DISSERTATIVAS
Questão 1
Um corpo de \( 5 \, \text{kg} \) se move a uma velocidade de \( 10 \, \text{m/s} \). Calcule a energia cinética desse corpo e discorra sobre a relação entre a velocidade e a energia cinética.
Resposta:
Questão 2
Um bloco de massa \( 2 \, \text{kg} \) é lançado verticalmente com uma velocidade de \( 15 \, \text{m/s} \). Calcule a altura máxima que o bloco atinge e a energia potencial no ponto mais alto.
Resposta:
Questão 3
Um carro possui uma energia cinética de \( 900.000 \, \text{J} \). Se a massa do carro é de \( 1.500 \, \text{kg} \), calcule a velocidade do carro e discorra sobre como a energia cinética varia com a massa e a velocidade.
Resposta:
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GABARITO COMENTADO
Questão 1: C
– A energia cinética é dada por \( E_k = \frac{1}{2}mv^2 \). Substituindo, temos:
\[
E_k = \frac{1}{2} \times 800 \times 20^2 = 160.000 \, \text{J}
\]
– Os demais valores não correspondem aos cálculos corretos.
Questão 2: C
– A fórmula correta para a energia cinética é \( E_k = \frac{1}{2}mv^2 \). As demais alternativas contêm informações incorretas sobre a energia cinética.
Questão 3: D
– A energia cinética inicial é:
\[
E_k = \frac{1}{2} \times 10 \times 5^2 = 125 \, \text{J}
\]
– A nova energia cinética é:
\[
E_k’ = \frac{1}{2} \times 10 \times 10^2 = 500 \, \text{J}
\]
Questão 4: A
– A energia cinética é:
\[
E_k = \frac{1}{2} \times 70 \times 12^2 = 8400 \, \text{J}
\]
Questão 5: B
– Para encontrar a velocidade, usamos:
\[
E_k = \frac{1}{2}mv^2 \Rightarrow v = \sqrt{\frac{2E_k}{m}} = \sqrt{\frac{2 \times 2000}{50}} = 20 \, \text{m/s}
\]
Questão 6: B
– A energia cinética ao final é:
\[
E_k = \frac{1}{2} \times 1200 \times 30^2 = 540.000 \, \text{J}
\]
Questão 7: B
– A energia cinética inicial é:
\[
E_k = \frac{1}{2} \times 4 \times 20^2 = 800 \, \text{J}
\]
– A altura máxima é encontrada pela energia potencial \( mgh \):
\[
800 = 4 \times 10 \times h \Rightarrow h = 20 \, \text{m}
\]
Questão 8: A
– A energia potencial inicial é:
\[
E_p = mgh = 15 \times 10 \times 45 = 6.750 \, \text{J}
\]
– Ao atingir o solo, essa energia se transforma em energia cinética.
Questão 9: D
– A energia cinética inicial é:
\[
E_k = \frac{1}{2} \times 70 \times 15^2 = 7875 \, \text{J}
\]
– Ao dobrar a velocidade, a nova energia cinética é:
\[
E_k’ = \frac{1}{2} \times 70 \times (30)^2 = 31500 \, \text{J}
\]
Questão 10: D
– A variação da energia cinética é dada pela diferença entre as energias cinéticas nas duas velocidades.
\[
\Delta E_k = E_k(v_f) – E_k(v_i) = \frac{1}{2} \times 1000 \times 15^2 – \frac{1}{2} \times 1000 \times 25^2
\]
Calculando, obtemos a variação.
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TABELA RESUMO DO GABARITO
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Observações:
– Certifique-se de revisar os conceitos de energia cinética e suas aplicações nas questões dissertativas.
– Utilize os cálculos para justificar suas respostas.
– Boa sorte!