APASA 2_1 TRANSF_ENERGIA RESOLUCAO

ESCOLA SECUNDÁRIA DOM MANUEL MARTINS
Setúbal
APSA 2.1 – Transferência e
Transformações de energia e centro
de massa
Física e Química A
2011/2012
10º Ano
1. Leia com atenção o seguinte texto e responda às questões
“Um objetivo fundamental dos engenheiros mecânicos é, precisamente, diminuir a parte da
energia que não contribui diretamente para o movimento do automóvel. Isso é feito
construindo motores com boa eficiência energética (por exemplo, reaproveitando a energia
dos gases de escape, como sucede nos motores “turbo” ou utilizando “injetores eletrónicos”).
Por outro lado, procuram materiais mais leves e com menor atrito.
O consumo de combustíveis nos meios de transporte está, também, muito dependente do tipo
de condução e da velocidade. Por exemplo, acelerações rápidas e velocidades elevadas
aumentam significativamente o consumo. Em particular, com velocidade elevada, o consumo
pode ser significativamente maior porque as forças de resistência do ar aumentam
proporcionalmente ao quadrado da velocidade. Quer dizer, duplicando a velocidade, a força
de resistência do ar aumenta 22 = 4 vezes; triplicando a velocidade, a força de resistência do ar
aumenta 32 = 9 vezes; etc.
1.1 O que significa dizer que se deve “aumentar a eficiência energética”?
R: O aumento da eficiência energética significa a construção de motores que
façam um melhor reaproveitamento da energia que é desperdiçada.
1.2 Que características têm os motores “turbo”?
R: Os motores “turbo“ consiste basicamente sem se instalar no motor um
coletor de gases de escape com um turbocompressor.
O turbocompressor utiliza como fonte de energia os gases de escape, que move
um rotor de turbina ligado a outro rotor através de um eixo, chamado de rotor
do compressor. O rotor do compressor "aspira" o ar atmosférico e pressuriza o
ar para o motor, resultando uma maior quantidade de ar na câmara de
combustão, obtendo-se uma maior potência.
2. Identifique as transformações energéticas que ocorrem no automóvel
A. A energia potencial química transforma-se em energia cinética macroscópica, em
energia interna e em energia sonora. V
B. A energia cinética macroscópica transforma-se em energia potencial química e em
energia interna.
C. A energia interna transforma-se em energia cinética macroscópica e em energia
potencial química.
D. A energia potencial química transforma-se em energia cinética macroscópica.
3. Faça corresponder as duas colunas de modo a relacionar a energia útil (Eu) e a energia
dissipada (Ed) com as respetivas situações verificadas no funcionamento do automóvel.
Energia útil (Eu)
Radiação emitida pelo motor
Variação da energia interna da água de refrigeração
Movimento do veículo (Ec)
Variação da energia interna das peças do automóvel e da estrada.
Energia dissipativa (Ed)
Variação da energia interna dos gases de escape
4. Classifique as seguintes afirmações como verdadeiras (V) ou falsas (F)
(v) Um sistema pode ser representado pelo seu centro de massa quando as suas variações de
energia interna são desprezáveis.
(V) O centro de massa é um ponto que se desloca como se possuísse massa igual à do sistema.
(F) Um corpo sólido e deformável pode ser representado pelo seu centro de massa.
(F) Um recipiente com um líquido a aquecer pode ser representado pelo seu centro de massa.
(F) Um automóvel só pode ser aproximado a uma partícula material se desprezarmos as
pequenas deformações e tivermos sempre em conta a variação da energia interna.
(F) O centro de massa de um corpo tem uma velocidade no movimento de translação que é
igual à soma das velocidades das partículas que constituem o corpo.
5. Das seguintes afirmações Indique as verdadeiras (V) e as falsas (F)
A. Um sistema mecânico é aquele em que as variações de energia interna não são
consideradas. V
B. Se sobre um corpo indeformável atuam forças dissipativas, então não pode ser
representado pelo seu centro de massa. F
C. O centro de massa de qualquer corpo coincide com o seu centro geométrico. F
D. A velocidade do centro de massa de um corpo em movimento de translação é
igual à soma das velocidades de todas as partículas que o constituem. F
E. Uma bola de basquete, depois de lançada por um jogador, pode ser representada
pelo seu centro de massa caso se pretenda analisar apenas o seu movimento de
translação. V
6. Selecione a alternativa que completa corretamente a frase.
Um sistema pode ser representado pelo seu centro de massa … B
A. quando a variação da energia interna é B. quando em movimento de translação
apreciável.
C. quando roda em torno de um eixo.
D. desde que seja indeformável
7. Indique em que situações podemos reduzir o sistema ao seu centro de massa:
A. O movimento de Mercúrio em torno do Sol.
B. Movimento de rotação de Vénus.
C. Movimento de um esquiador, se for desprezável a variação da sua energia interna.
D. Bola lançada por um futebolista, se for desprezável a sua deformação e rotação.
E. Movimento de rotação de uma patinadora artística
R: A, C e D
8. Indique se são verdadeiras (V) ou falsas (F) cada uma das afirmações seguintes:
A. Um corpo extenso nunca se pode reduzir ao modelo de centro de massa. (F)
B. É possível estudar o movimento de rotação dos corpos usando o modelo de centro
de massa. (F)
C. Sempre que existam forças de atrito, o sistema poderá ser reduzido ao seu centro
de massa desde que não estejamos interessados na variação da sua energia
interna. (V)
D. O centro de massa é um ponto em que se associa toda a massa do sistema e onde
supomos aplicadas todas as forças que se exercem sobre o sistema. (V)