escola secundária da ramada

Escola Secundária da Ramada
11ºAno - Física e Química A
outubro2014
Componente Experimental
Nome_______________________________________________________ Nº_________
Classificação_________________________________ Professor___________________
 Ler com atenção todas as questões e responder de modo completo, apresentando todos os cálculos
que necessitar efetuar.
Versão 1
 Não utilizar corretor.
Grupo I
1. Leia o seguinte texto.
A 2 de Agosto de 1971, o astronauta David Scott, comandante da missão Apollo 15, realizou na Lua
(onde a atmosfera é praticamente inexistente) uma pequena experiência com um martelo geológico
(de massa 1,32 kg) e uma pena de falcão (de massa 0,03 kg). No filme que registou essa experiência, é
possível ouvir as palavras de Scott: «Se estamos aqui hoje, devemo-lo, entre outros, a Galileu, que fez
uma descoberta muito importante acerca da queda dos corpos em campos gravíticos. Considero que
não há melhor lugar para confirmar as suas descobertas do que a Lua. Vou, por isso, deixar cair o
martelo, que tenho na mão direita, e a pena, que tenho na mão esquerda, e espero que cheguem ao
chão ao mesmo tempo.» Nas imagens registadas, vê-se Scott a segurar no martelo e na pena,
aproximadamente, à mesma altura, e a largá-los em simultâneo. Os dois objetos caem lado a lado e
chegam ao chão praticamente ao mesmo tempo. Scott exclama: «Isto mostra que Galileu tinha razão!»
http://history.nasa.gov/alsj/a15/a15.clsout3.html#1670255 (adaptado)
1.1.
O martelo e a pena caem lado a lado e chegam ao chão praticamente ao mesmo tempo,
porque, estando, apenas, sujeitos a forças gravíticas…
(Selecione a opção que completa, corretamente, a frase)
(A) …diferentes, caem com acelerações iguais.
(B) …iguais, caem com acelerações iguais.
(C) …iguais, caem com acelerações diferentes.
(D) …diferentes, caem com acelerações diferentes.
1.2.
Considere um corpo em queda livre.
Selecione a afirmação verdadeira.
(A) A velocidade de um corpo que cai verticalmente sob ação apenas da força gravítica é
constante.
(B) A ação de uma força constante não nula sobre um corpo que se encontra em
movimento provoca nesse corpo uma variação da aceleração.
(C) Se a resistência do ar for desprezável, a aceleração experimentada por um corpo que
sobe verticalmente, apenas sob ação do seu peso, é igual à aceleração experimentada
pelo mesmo corpo quando ele cai verticalmente.
(D)
Na Lua, os corpos caem mais rapidamente do que na Terra.
1
1.3.
Um grupo de alunos, após visualizar o filme da experiência do astronauta David Scott,
realizou uma experiência para determinar a aceleração da gravidade, durante a queda de
dois corpos com massas diferentes.
Após a realização de vários ensaios, este grupo de alunos obteve os resultados registados na
tabela 1.
Tabela 1
Corpo1 (m=30g)
Corpo2 (m=60g)
1ºensaio
9,46ms-2
9,66 ms-2
2ºensaio
9,63ms-2
9,97ms-2
3ºensaio
9,98 ms-2
9,94ms-2
1.3.1. Exprima os resultados da aceleração adquirida por cada corpo em função do valor mais
provável e da incerteza absoluta.
1.3.2. Calcule o erro relativo, em percentagem, do módulo da aceleração da esfera
determinada a partir dos resultados experimentais. O módulo da aceleração da gravidade
no laboratório onde foi realizada a experiência é igual a 9,8ms-2
Apresente todas as etapas de resolução.
1.3.3 Selecione a opção que completa corretamente a seguinte afirmação:
A aceleração da esfera
2
1.3.4 Cinco grupos de alunos realizaram esta experiência com esferas de diferentes
massas. Para as esferas utilizadas, e no intervalo de tempo em que se realizaram as
medições, a resistência do ar é desprezável. Os valores da aceleração da esfera obtidos
nos diferentes grupos, estão de acordo com os dados recolhidos.
Seleccione dos seguintes gráficos, o que esperaria obter a partir da experiência
realizada?
Explique.
Grupo II
1. Numa aula de Física a um grupo de alunos foi apresentada a seguinte questão:
Como varia a energia cinética de um corpo com a distância percorrida sobre uma
rampa? Essa variação depende da inclinação da rampa?
Os alunos após tentarem prever a resposta, realizaram a actividade experimental para
confrontarem os resultados.
Utilizaram um carrinho que abandonaram do cimo de um plano inclinado.
Apresentam-se a seguir os dados registados pelo grupo:
Massa do carrinho: 187,7g
Comprimento do pino do carrinho: 1,33 cm
Aparelho de medida
Menor divisão da escala
Régua
1mm
Balança Digital
0,1g
Cronómetro digital
(célula fotoeléctrica com marcador de tempo) 0,001s
3
Tabela 1 Resultados do Grupo 1
d/cm
(distância percorrida pelo
carrinho até atingir cada
posição)
t/s
(intervalo de tempo lido no
digitímetro quando o
carrinho passa em cada
posição)
A
60,0
0,023
B
70,0
0,022
C
80,0
0,021
D
90,0
0,019
E
100,0
0,018
Posição
1.1 Escreva corretamente o resultado da medição da massa e do comprimento do pino do
carrinho.
1.2 Explique como se calcula a velocidade do carrinho quando passa numa dada posição.
1.3 Indique as variáveis controladas pelo grupo durante esta experiência. Explique a
importância de controlar estas variáveis quando se formulam as conclusões da
experiência.
1.4 Complete a tabela dos resultados deste grupo com informação referente à velocidade e à
Energia cinética, para cada distância percorrida pelo carrinho.
4
Tabela 2
Resultados dos alunos do grupo 1 com velocidade e energia cinética
A
60,0
t/s
(intervalo de
tempo lido no
digitímetro
quando o
carrinho passa
em cada posição)
0,023
B
70,0
0,022
C
80,0
0,021
D
90,0
0,019
E
100,0
0,018
Posição
d/cm
(distância
percorrida pelo
carrinho até
atingir cada
posição)
v
Ec
1.5 Represente num gráfico a energia cinética do carrinho em função da distância percorrida
para os valores obtidos pelo grupo. Utilize a calculadora gráfica e trace a linha que melhor se
ajuste aos valores experimentais.
Nota:Transcreva para a folha não esquecendo de assinalar as
grandezes e unidades em cada eixo e uma escala apropriada.
1.6 Considere que dois outros grupos da mesma turma representaram num mesmo gráfico, os
resutados obtidos, para a mesma experiência, mas com inclinações diferentes do plano
inclinado.
Analise os resultados obtidos, tendo por base as questões colocadas aos alunos no início da
atividade.
5
Grupo 2
Grupo 6
Fim
Questão
1.1
1.2
1.3.1
1.3.2
1.3.3
1.3.4
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
Cotação
15
15
15
15
15
15
20
20
15
15
20
20
total
200
6
7