5,98 FF = 0167 FF = 4,5 10 FF = × 9,1 10 FF

Actividade de Avaliação – 11ºFQ
1º Período-0911204
Agrupamento de Escolas Anselmo de Andrade
Avaliação Sumativa - Ciências Físico - Químicas – 11.º Ano - Ano Lectivo 09/10
Duração da Actividade: 90 minutos
Data: 04/ 12 / 09
Responda com clareza às questões que se seguem indicando, sempre que necessário, todos os
cálculos efectuados.
1.
Leia atentamente o seguinte texto.
O conhecimento do Universo foi o tema que, provavelmente, a curiosidade humana mais cobiçou ao
longo dos séculos. Colocava-se a questão de como seria constituído ou porque existia ou ainda se seria
constante no tempo.
Mas é nos finais da década de 60 do século XX que se inicia a era espacial, quando os soviéticos lançam
o primeiro satélite artificial da Terra, o Sputnik. Estava lançada a corrida espacial. Em 1971, a Apolo 15
pousou na Lua e dois dos seus astronautas pisam o solo lunar. As imagens observadas na Terra
mostravam que o solo era finamente granulado e tinha uma aparência empoeirada, que
movimentarem-se não era particularmente cansativo, mas devido ao dramático deslocamento para
cima e para trás do seu centro de gravidade, causado pela mochila de sobrevivência às costas, tinham
de se inclinar para a frente para manter o equilíbrio e demorou alguns minutos até poderem andar
confortavelmente. Os dois astronautas ao deslocarem-se no solo lunar dão a sensação de uma grande
"Ieveza", uma grande facilidade em "levantar voo", o que já era esperado, uma vez que a massa da Lua é
cerca de 81,3 vezes inferior à da Terra e o seu raio é aproximadamente igual a 0,272 o raio terrestre.
Não se observava a existência de céu azul, nuvens, nem fenómenos meteorológicos de espécie alguma,
porque ali não existia atmosfera apreciável. Não foram encontrados água, fósseis nem organismos de
qualquer espécie O silêncio era total.
1.1. De acordo com o texto, seleccione a alternativa correcta que completa a frase (apresente o
raciocínio). A relação entre a intensidade da força gravitacional que actua sobre um
astronauta à superfície da Lua, FgL, e a intensidade da que sobre ele actua à superfície da
Terra, FgT é
Fg L
= 5,98
(A)
...
(B)
...
(C)
Fg L
... =
4,5 ×10−2
FgT
(D)
Fg L
... =
9,1×10−4
FgT
FgT
Fg L
FgT
= 0,167
1.2. Um dos astronautas lançou horizontalmente uma pedra, de massa 2,0 kg, de uma altura a 2,0
-1
m do solo lunar com velocidade de módulo 5,0 m s . Determine o alcance atingido pela pedra
ao nível do solo lunar;
1.3. Tendo em conta a informação dada no texto, explique por que motivo, na Lua, «o silêncio é
total»
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1.4. Ao contrário do que se passa na Lua, na Terra devido à elevada poluição sonora, os níveis
sonoros são criteriosamente regulados pela OMS.
Numa certa construção, o uso de protecção
auditiva é indicado para trabalhadores expostos
durante um dia de trabalho a um nível igual ou
superior a 85 dB. O gráfico mostra o nível sonoro
em função da distância a uma britadeira em
funcionamento na obra.
1.4.1. Indique a distância mínima da britadeira a
que os trabalhadores podem permanecer
sem protecção auditiva.
1.4.2. A frequência predominante do som emitido pela britadeira é de 100 Hz. Sabendo-se que
a velocidade do som no ar é de 340 m/s, calcule o comprimento de onda para essa
frequência.
2.
Os satélites têm diversificados tipos de utilização: na investigação, nas comunicações, na
meteorologia, etc. Os satélites de comunicação são colocados em órbitas 35890 km acima da linha
do equador terrestre. Nesta posição cada satélite demora 24 horas a descrever a sua órbita,
enquanto a Terra roda em torno do seu eixo com igual valor de velocidade angular estão animados
de movimento circular uniforme.
2.1. Seleccione a alternativa incorrecta. Justifique a escolha.
(A) O valor da altitude a que um satélite geostacionário descreve a sua órbita em torno da
4
Terra é igual a 3,58 x 10 km.
3
-1
(B) O módulo da velocidade orbital do satélite é de 2,60 x 10 m s (C) O trabalho realizado pela força gravítica que actua sobre o satélite durante um quarto
do período do seu movimento é nulo.
(D) A velocidade orbital do satélite é independente da sua massa.
2.2. Seleccione, das hipóteses (A) a (E), a que corresponde aos gráficos v=v(t) e a=a(t) para o
referido movimento.
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2.3. Complete correctamente a seguinte afirmação.
Para que um satélite geostacionário descreva a sua órbita circular em torno da Terra, é
necessário que…
(A) O valor da aceleração centrípeta do satélite seja igual ao da aceleração gravitacional
à altura de 35890 km acima da superfície terrestre.
(B) A resultante das forças que actuam no satélite, à altura de 32890 km acima da
superfície terrestre, seja nula.
(C) O valor da velocidade angular do satélite seja directamente proporcional à altura do
satélite acima da superfície terrestre.
(D) A força gravitacional faça aumentar o módulo da velocidade do satélite.
2.4. Um satélite encontra-se em órbita a uma altura da superfície terrestre igual ao raio da Terra.
2.4.1. Seleccione a opção que completa correctamente a seguinte afirmação.
O cociente entre o valor da aceleração do satélite à superfície da Terra e o seu valor à
altura em que se encontra em órbita é…
(A) 4
(B) 2
(C) ½
(D) ¼
2.4.2. Indique, justificando, se se trata de um satélite geostacionário.
3.
Em 1820, Oersted verificou experimentalmente que a corrente eléctrica produz efeitos magnéticos.
Em 1831, Faraday evidenciou, também experimentalmente, a possibilidade de induzir corrente
eléctrica num circuito fechado não ligado a uma fonte de alimentação, a partir de um campo
magnético que varia no tempo. Assim surgiu a teoria electromagnética,
cujo desenvolvimento se baseou no conceito de campo.
Considere um íman paralelo ao eixo dos zz e uma espira, E, de fio de
cobre colocada no plano xOy, conforme ilustra a figura.
3.1. Seleccione a opção que completa correctamente a frase seguinte.
A corrente eléctrica que passa na espira é nula quando o íman...
(A) . e a espira se deslocam verticalmente para cima com
velocidades diferentes.
(B) ... está em repouso e a espira se desloca verticalmente para cima.
(C) ... está em repouso e a espira se desloca horizontalmente para a direita.
(D) ... e a espira se deslocam verticalmente para cima, com a mesma velocidade.
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3.2. A figura representa, no plano xOy, as linhas de um campo eléctrico, em que numa delas se
situam os pontos A e B.
Seleccione a alternativa correcta.
–2
–1
–2
(A) Se o módulo do campo em A for 5 × 10 V m , em B tem também o módulo de 5 × 10 V
–1
m .
(B) Em A o campo tem a direcção e o sentido do eixo dos xx e em B o campo tem a direcção e o
sentido do eixo dos yy.
–2
–1
–2
–1
(C) Se o módulo do campo em A for 3 × 10 V m , em B pode ter o módulo de 5 × 10 V m .
(D) Em A e em B o campo tem direcção perpendicular ao plano xOy.
3.3. A indução electromagnética está na origem da produção industrial de electricidade. A
produção de energia eléctrica em qualquer central hidroeléctrica, muito menos poluente do
que uma central térmica, tem por base a Lei de Faraday que relaciona a força electromotriz
induzida num circuito com a taxa de variação temporal do fluxo magnético que o atravessa.
2
3.3.1. O eixo de uma bobina, de área 20cm , que se encontra num campo magnético uniforme
-3
de intensidade 4,0x10 T, está posicionado, num dado instante, paralelamente às linhas
de campo e 0,02s depois é-lhe perpendicular. Determine o módulo da força
electromotriz induzida nesse intervalo de tempo.
4.
Com o desenvolvimento da Ciência e Tecnologia vários foram os instrumentos criados em função
das necessidades do Homem. A pistola electromagnética é um dispositivo que pode disparar
projécteis, mas que utiliza energia electromagnética em vez de energia química. A figura representa
um esquema dessa pistola.
O funcionamento da pistola é simples. Uma corrente eléctrica contínua que percorre o dispositivo, cria
entre os dois carris, C1 e C2, um campo magnético cujo módulo é directamente proporcional à
intensidade -I dessa corrente. O campo magnético produz uma força F que faz mover, ao longo dos
carris, a armadura A e o projéctil P, de massa m, nela colocado para um dado valor da intensidade da
corrente, a força e o campo magnético são constantes ao longo de todo o comprimento dos carris. Os
sensores, colocados na parte exterior da pistola, emitem um sinal quando o projéctil passa por eles. Esta
informação é usada para determinar a velocidade horizontal de saída v e a energia cinética do projéctil.
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Realizaram-se alguns ensaios com este dispositivo e os valores obtidos estão registados na tabela
4.1. Seleccione a opção que melhor representa as linhas de campo magnético criado pela corrente
eléctrica que percorre os carris C1 e C2
4.2. Partindo de uma posição em repouso, na extremidade esquerda dos carris, a armadura aplica
uma força constante de 2,0 N a um projéctil de massa 40 g. Calcule o tempo que o projéctil
demora a percorrer horizontalmente 25 cm, sem abandonar a pistola
4.3. Seleccione o gráfico que melhor representa a relação entre a velocidade v de saída e a massa
m do projéctil, mantendo ,I constante
4.4. Um corpo é lançado a partir da posição P e sobe ao longo da linha de maior declive de uma
rampa, que faz um ângulo a com a horizontal Existe atrito entre os materiais que constituem o
corpo e a rampa. Seleccione a alternativa
correcta que completa a frase. Justifique a
escolha.
O gráfico que traduz como varia o valor da
aceleração, a, do momento do corpo, em
função do tempo, t, durante a subida, é...
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