Da Terra à Lua

Da Terra à Lua
1. Seleccione a opção que contém os termos que devem substituir as letras (a) e (b), respectivamente.
Das quatro interacções fundamentais da Natureza, a que apresenta maior intensidade é a ___(a)___ e a
que apresenta um menor alcance ___(b)___.
A. gravitacional … electromagnética.
B. electromangética … nuclear forte.
C. nuclear forte … nuclear fraca.
D. nuclear fraca … gravitacional.
2. Das seguintes afirmações indique as verdadeiras e as falsas.
A. Um par acção-reacção é constituído por duas forças que actuam sobre o mesmo corpo.
B. A intensidade da força gravítica exercida pela Terra sobre um corpo que se encontra à sua superfície é
superior à que este exerce sobre a Terra.
C. Um livro colocado sobre uma mesa não cai, pois o seu peso e a força de reacção normal exercida pela
superfície de apoio, constituem um par acção-reacção.
D. A força exercida pela Lua sobre a Terra é simétrica da força que a Terra exerce sobre ela.
E. A intensidade da força exercida por uma locomotiva de um comboio em movimento sobre as
carruagens é superior à que estas exercem sobre ele.
3. Seleccione a opção que completa correctamente a afirmação seguinte.
A interacção electromagnética manifesta-se …
A. … em todas as partículas e pode ser atractiva ou repulsiva.
B. … entre partículas com carga eléctrica e é sempre atractiva.
C. … entre partículas com carga eléctrica e é sempre repulsiva.
D. … entre partículas com carga eléctrica e pode ser atractiva ou repulsiva.
4. Enquanto os astronautas N. Armstrong e E. Aldrin, da missão Apollo 11, recolhiam amostras
na superfície lunar, o seu colega M. Collins permanecia no Módulo de Comando (MC), em
órbita à volta da Lua (L), como representado na figura (a figura não está representada à
escala)
Tendo em conta a situação descrita, seleccione o diagrama que representa correctamente as forças de
interacção entre o Módulo de Comando e a Lua.
5. Um carro de massa 900 kg, colide com um
camião de 2,0 toneladas. A intensidade da força exercida pelo carro sobre o camião será maior, menor ou
igual à intensidade da força exercida pelo camião sobre o carro. Justifique a sua resposta.
6. Considere as figuras seguintes:
1
Caixa apoiada
Pessoa a empurrar o móvel
6.1. Represente, em cada uma delas, as forças que actuam e identifique quais os tipos de interacções de cada
uma das situações.
6.2. Identifique os pares acção-reacção de cada uma das figuras.
7. Um corpo à distância R do centro da Terra é actuado por uma força gravítica de módulo Fg.
Seleccione a alternativa correcta que completa a frase.
O módulo da força gravítica exercida no mesmo corpo, quando este está a uma distância 3 R do centro da
Terra é …
A.
Fg
B. 1/9 Fg
C. 1/3 Fg
D. 3/4 Fg
8. A Lua, de massa, 7,36 x 10
22
kg e raio 1,74 x 10 km, descreve um órbita praticamente circular em torno da
3
Terra, de massa 5,98 x 10
24
kg e raio 6,38 x 10 km. A distância entre o centro de massa da Terra e o
3
5
centro de massa do seu único satélite natural é de 3,84 x 10 km.
8.1. Determine a intensidade da força gravitacional exercida pela Terra sobre a Lua.
R: Fg = 1,99 x 1020N
8.2. Estabeleça a relação entre os valores do peso de um corpo de massa 100 kg registados às superfícies da
Lua e da Terra.
R: PT/PL = 6
9. Considere dois corpos que possuem uma força de atracção gravitacional de 6,66 x 10
-5
N, quando a
distância entre eles é de 8,0 cm. Supondo que a massa de um dos corpos é de 25 kg, determine a massa
do outro corpo.
R: m = 2,6 x 102 kg
10. A Estação Espacial Internacional foi desenhada para operar a uma distância de 350 km da Terra. Estima-se
5
que a sua massa seja aproximadamente 4,30 x 10 kg. Calcule e caracterize a força gravitacional que actua
sobre a Estação.
Considere que a Terra tem 5, 975 x 10

24
6
kg de massa e que o seu raio é de 6,371 x 10 m.
R: Fg = 3,79 x 106 N
Aceleração; Lei Fundamental da dinâmica
11. A figura seguinte mostra a função v = f(t), referente ao
movimento de uma partícula que descreve uma
trajectória rectilínea.
11.1. Determine o valor da aceleração média da partícula,
para os seguintes intervalos de tempo:
- de 0 s a 4,0 s;
R: am = - 2,5 ms-2
- de 4,0 s a 6,0 s;
- de 6,0 s a 8,0 s.
R: am = 2,0 ms-2
11.2. Trace o gráfico da aceleração em função do tempo para o movimento da partícula.
11.3. Descreva o movimento da partícula durante os 8,0 s.
12. Observe os seguintes diagramas vectoriais.
2
Caracterize o movimento do corpo quando, num dado instante, tem a velocidade v e a aceleração a
indicadas em cada um dos diagramas.
-1
13. Um carro move-se numa trajectória rectilínea com uma velocidade v, de módulo 120 kmh , no sentido
positivo do eixo de referência. A partir de um determinado instante o valor da velocidade varia de Δv = - 20
-1
kmh , durante 2,0 s.
Justifique as seguintes afirmações verdadeiras.
(A) Durante os 2,0 s o movimento do carro foi retardado.
-1
(B) Ao fim de 2,0 s a velocidade do carro é, em módulo, 100 kmh .
(C) O carro, mesmo durante os 2,0 s, continuou a mover-se no mesmo sentido.
14. O gráfico da figura traduz o movimento de um carro numa estrada rectilínea.
Determine:
14.1.
o valor da aceleração do carro nos primeiros 5,0 s de movimento. R: a =
14.2.
o valor da aceleração do carro quando trava.
R: a = -1 ms-2
14.3.
o valor da aceleração no instante 20 s.
R: a = -1 ms-2
14.4.
o valor do deslocamento e a distância percorrida durante todo o percurso.
2 ms-2
R: Δr = 175 m; d = 175 m
15. Um Astra de massa 1500 kg parte do repouso e aumenta o valor da sua velocidade 4,0 ms
-1
em cada
segundo. Calcule:
16.1. a intensidade da força resultante que actua no carro;
R: FR = 6 000 N
16.2. o valor da velocidade do Astra ao fim 5 s de movimento.
R: v = 20 ms-1
16. Um corpo de massa 4,00 kg, encontra-se em repouso sobre uma superfície polida. Sobre o corpo actua
uma força, com direcção horizontal, de intensidade 40 N. Calcule o valor da velocidade adquirida pelo corpo
ao fim de 20 s.
R: v = 200 ms-1
17. Um bloco de massa 10 kg sofreu um aumento de velocidade de 20 ms
-1
-1
para 40 ms , num intervalo de
tempo de 5,0 s. Calcule o valor da força resultante que actuou sobre o corpo.
R: FR = 40 N
18. Na figura mostra-se o gráfico que traduz a variação da resultante das forças que actuam sobre um corpo,
de massa 5,0 kg e inicialmente em repouso, em função do tempo.
A partir da análise do gráfico, determine:
18.1.
o valor da aceleração do movimento do corpo durante
os primeiros 3,0 s de movimento;
R: am = 0,5 ms-2
18.2.
o valor da velocidade do corpo no instante 5,0 s;
18.3.
a variação de velocidade do corpo no intervalo de
tempo de 5,0 s a 8,0 s.
R: am = 0,5 ms-2
R: am = - 1 ms-2
3
19. Sobre um corpo, de massa 2,0 kg, que se encontra sobre uma superfície horizontal, é aplicada uma força
-2
constante paralela à superfície de apoio. O corpo adquire uma aceleração de valor 2 ms e a intensidade
da força de atrito entre as superfícies de contacto é igual a 2,0 N.
19.1.
Determine a resultante das forças que actuam sobre o corpo.
R: FR = 4 N
19.2.
Calcule a intensidade da força aplicada ao corpo.
R: F = 6 N
20. Um bloco, de massa 10 kg, desce, por acção do seu peso, uma rampa polida que define com a horizontal
em ângulo de 30º.
20.1.
Determine a intensidade da força de reacção normal exercida pela superfície de apoio sobre o bloco.
20.2.
Seleccione a alternativa correcta que completa a frase.
R: RN =86,6 N
O valor da aceleração adquirida pelo bloco é igual a …
A. 8,7 ms
-2
B. 10 ms
-2
C.
5,0 ms
-2
D.
1,3 ms
-2
21. O corpo A, de massa 10,0 kg, sobe o plano inclinado com velocidade constante,
por acção da força F. A intensidade da força de atrito entre o corpo e a
superfície de apoio é de 4,6 N. Determine a intensidade da:
21.1. força F.
R: F = 50 N
21.2. reacção normal exercida pela superfície de apoio sobre o corpo.
R: RN = 89,1 N
22. Os corpos A e B estão ligados por um fio inextensível e de massa desprezável, que passa pela gola de uma
roldana ideal. As massas dos corpos são m A = 20,0 kg e mB = 10,0 kg.
22.1. Indique, justificando, em que sentido se desloca o sistema.
R: B para A
22.2. Calcule o valor da aceleração do corpo A.
R: a = 3,3 m s-2
22.3. Determine a intensidade da tensão no fio de ligação.
R: T = 133,3 N
-2
23. Um corpo de massa 6,0 kg, sobe um plano inclinado com aceleração de valor 2,0 m s , por acção de uma
força F, paralela à superfície de apoio. A intensidade da força normal exercida pelo corpo sobre o plano é
de 53 N. O atrito entre as superfícies em contacto não é desprezável e tem intensidade 5,8 N.
23.1. Marque todas as forças que actuam sobre o corpo.
23.2. Determine o ângulo formado pelo plano inclinado com a horizontal.
R:  = 28º
23.3. Calcule a intensidade da força F.
R: F = 46 N
4