7º ano – Ciências
SIMULADO – Ciências – 7º ano
Tipo: Olimpíada do Conhecimento (OBMEP, OBA, OBF, OBQ, OBB)
Nome do aluno: _________________________
Escola: _________________________
Data: ____/____/____
Turma: _________ Nº: _____
Duração: 2h30min
Instruções gerais:
– Este simulado consiste em 20 questões objetivas de múltipla escolha e 3 questões dissertativas.
– Utilize caneta azul ou preta para responder.
– Calcule e anote suas respostas onde solicitado.
– Boa sorte!
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QUESTÕES OBJETIVAS
Questão 1 (Fácil)
Um estudante está estudando máquinas simples e se depara com um plano inclinado. Ele percebe que, ao usar o plano inclinado, a força necessária para levantar um objeto é menor do que levantá-lo verticalmente.
Qual é a principal vantagem do uso do plano inclinado?
Questão 2 (Médio)
Considere uma alavanca em que a distância do ponto de apoio até a força aplicada é 2 vezes maior que a distância do ponto de apoio até a resistência. Se a força aplicada é de 10 N, qual é a força que a alavanca consegue mover?
Questão 3 (Médio)
Um carro utiliza uma máquina térmica para transformar energia química em energia mecânica. Durante o funcionamento, a máquina térmica libera calor. Se a eficiência da máquina térmica é de 25%, qual a porcentagem de energia que se perde sob a forma de calor?
Questão 4 (Difícil)
Em um experimento, uma alavanca de primeira classe é usada para levantar um bloco de 60 kg. Se a distância entre a força aplicada e o ponto de apoio é de 1,5 m e a distância entre a resistência e o ponto de apoio é de 0,5 m, qual é a força mínima que deve ser aplicada?
Questão 5 (Fácil)
O que caracteriza uma máquina térmica?
Questão 6 (Médio)
Um grupo de estudantes observa que, ao utilizar um carro de rolimã em um plano inclinado, consegue aumentar a velocidade do carro. O que acontece com a energia do carro ao descer o plano inclinado?
Questão 7 (Médio)
Uma máquina simples permite que uma força menor seja aplicada para levantar um objeto. Qual é o conceito físico que explica essa situação?
Questão 8 (Difícil)
Um motor de uma máquina térmica recebe 800 J de calor e realiza um trabalho de 200 J. Qual é a eficiência da máquina térmica?
Questão 9 (Médio)
Qual das alternativas abaixo é um exemplo de máquina simples utilizada para levantar pesos?
Questão 10 (Fácil)
Em relação à classificação dos combustíveis fósseis, qual dos seguintes é considerado um combustível sólido?
Questão 11 (Médio)
O que acontece com a temperatura de um gás quando ele é comprimido rapidamente?
Questão 12 (Médio)
A eficiência de uma máquina térmica é calculada pela relação entre o trabalho realizado e a energia recebida. Se uma máquina térmica recebe 1000 J de energia e realiza 300 J de trabalho, qual é a eficiência da máquina?
Questão 13 (Difícil)
Em um experimento, um estudante mede a temperatura de um líquido em um recipiente. Ele observa que, ao adicionar calor, a temperatura aumenta. Quando a temperatura atinge 100 °C, o líquido começa a evaporar. O que isso indica sobre as mudanças de estado da matéria?
Questão 14 (Médio)
Um estudante está utilizando uma polia fixa para levantar um objeto de 50 kg. Se ele aplica uma força de 100 N, qual será a vantagem mecânica dessa polia?
Questão 15 (Médio)
Um sistema de aquecimento utiliza um combustível que libera 10.000 J de calor. Se 30% desse calor é convertido em trabalho, qual é a quantidade de calor que se perde para o meio externo?
Questão 16 (Difícil)
Em uma máquina térmica, o calor que entra é de 500 J e o trabalho feito é de 150 J. Qual é a quantidade de calor que é dissipada ao meio externo?
Questão 17 (Fácil)
Qual é a função de uma máquina simples?
Questão 18 (Médio)
Ao utilizar uma alavanca, um estudante consegue levantar um peso de 80 kg com uma força de 40 N. Isso é possível porque:
Questão 19 (Difícil)
Uma máquina térmica opera com um ciclo de Carnot entre duas temperaturas. Se a temperatura do reservatório quente é de 600 K e a do reservatório frio é de 300 K, qual é a eficiência máxima teórica dessa máquina?
Questão 20 (Médio)
Qual a principal diferença entre uma máquina térmica de ciclo aberto e uma de ciclo fechado?
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QUESTÕES DISSERTATIVAS
Questão D1
Descreva como funciona uma alavanca de primeira classe, citando suas partes principais e dando um exemplo de uso cotidiano.
Resposta:
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Questão D2
Calcule a eficiência de uma máquina térmica que recebe 2.000 J de calor e realiza 600 J de trabalho. Justifique sua resposta.
Resposta:
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Questão D3
Explique a importância das máquinas térmicas na atualidade, considerando suas aplicações e impactos ambientais.
Resposta:
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GABARITO COMENTADO
Questão 1: C
Justificativa: O plano inclinado diminui a força necessária para levantar um objeto, permitindo uma aplicação mais fácil. As demais alternativas estão incorretas, pois não refletem a principal função do plano inclinado.
Questão 2: D
Justificativa: A alavanca multiplica a força aplicada, portanto, a força que a alavanca consegue mover é \( F_r = 2 \times 10 \, \text{N} = 20 \, \text{N} \).
Questão 3: C
Justificativa: A eficiência é de 25%, logo, 75% da energia é perdida como calor.
Questão 4: D
Justificativa: Utilizando a fórmula da alavanca, \( F_r \cdot d_r = F_a \cdot d_a \), temos \( 60 \cdot 0,5 = F_a \cdot 1,5 \), resultando \( F_a = 120 \, \text{N} \).
Questão 5: B
Justificativa: A máquina térmica transforma energia térmica em trabalho mecânico. As demais alternativas não descrevem as características de uma máquina térmica.
Questão 6: C
Justificativa: Ao descer um plano inclinado, a energia potencial diminui enquanto a energia cinética aumenta. As alternativas A e B estão incorretas.
Questão 7: C
Justificativa: O conceito de vantagem mecânica refere-se à relação entre a força aplicada e a força resistida. As demais opções não descrevem corretamente a situação.
Questão 8: B
Justificativa: A eficiência é dada por \( \frac{W}{Q} = \frac{200}{800} = 0,25 \) ou 25%.
Questão 9: B
Justificativa: A polia é uma máquina simples usada para levantar pesos. As outras opções não são máquinas simples nesse contexto.
Questão 10: B
Justificativa: O carvão mineral é um combustível sólido, enquanto as demais alternativas são combustíveis líquidos ou gasosos.
Questão 11: B
Justificativa: Quando um gás é comprimido rapidamente, sua temperatura aumenta devido à compressão. As outras alternativas não se aplicam.
Questão 12: B
Justificativa: A eficiência é calculada como \( \frac{300}{1000} = 0,3 \) ou 30%.
Questão 13: B
Justificativa: Durante a evaporação, o líquido absorve calor, o que provoca a mudança de estado de líquido para vapor.
Questão 14: C
Justificativa: A vantagem mecânica é dada pela razão das distâncias, \( \frac{1,5}{0,5} = 3 \). Portanto, a força mínima é \( 50\,\text{kg} \times 9,8\,\text{m/s}^2 \).
Questão 15: C
Justificativa: \( \text{Calor perdido} = \text{Calor total} – \text{Trabalho} = 10.000 \, J – 3.000 \, J = 7.000 \, J \).
Questão 16: B
Justificativa: O calor dissipado é a diferença entre o calor recebido e o trabalho realizado: \( 500\,J – 150\,J = 350\,J \).
Questão 17: C
Justificativa: A função das máquinas simples é facilitar a movimentação de cargas, reduzindo a força necessária para realizar um trabalho.
Questão 18: C
Justificativa: A vantagem mecânica da alavanca é maior que 1, permitindo levantar um peso maior com uma força menor.
Questão 19: D
Justificativa: A eficiência máxima teórica é dada por \( 1 – \frac{T_f}{T_q} = 1 – \frac{300}{600} = 0,5 \) ou 50%.
Questão 20: C
Justificativa: A principal diferença é que a máquina de ciclo fechado recicla o calor, enquanto a de ciclo aberto não.
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TABELA RESUMO DO GABARITO
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Este simulado foi estruturado para avaliar o conhecimento dos alunos do 7º ano em Ciências, especificamente nas áreas de máquinas simples e máquinas térmicas, conforme solicitado.