4o-teste-11a

Ficha de Avaliação de Física e Química A - 11.º ano
t
Data: 25 de novembro de 2016
Ano letivo 2016/2017
Ano: 11.º
Turma: B
 Não é permitido o uso de corretor. Deve riscar aquilo que pretende que não seja classificado.
 Para cada resposta, identifique o grupo e o item.
 Nas respostas aos itens de escolha múltipla, escreva, na folha de respostas, o número do item e a letra
que identifica a opção escolhida.
 Apresente as suas respostas de forma legível.
 Apresente apenas uma resposta para cada item.
 Nas respostas aos itens de cálculo, explicite todos os cálculos efetuados e apresente todas as justificações
ou conclusões solicitadas.
 A prova inclui uma tabela de constantes e um formulário. As cotações dos itens encontram-se no final do
enunciado da prova.
Bom trabalho!
GRUPO I
O gráfico da figura ao lado representa os
valores da velocidade de um carrinho de
25,0 kg com movimento retilíneo
durante meio minuto.
1. Qual foi a aceleração média do
carrinho entre os 15 s e os 20 s?
(A) - 0,40 m s-2
(B) 0,40 m s-2
(C) - 2,0 m s-2
(D) 2,0 m s-2
2. Identifique das seguintes afirmações
a correta:
(A) Até ao instante t = 10,0 s o movimento é acelerado.
(B) A partir do instante t = 10,0 s o movimento é retardado.
(C) O movimento é acelerado a partir do instante t = 15,0 s.
(D) O movimento só é acelerado no intervalo de tempo ]15,0; 20,0[ s.
3. O espaço percorrido pelo corpo foi de:
(A) 40 m
(B) 60 m
4. O corpo inverteu o sentido do movimento:
(A) No instante t = 20,0 s.
(B) No instante t = 25,0 s.
(C) 20 m
(D) - 20 m
(C) No instante t = 15,0 s.
(D) O corpo nunca inverteu o sentido do movimento.
5. Indique o(s) intervalo(s) de tempo em que a resultante das forças aplicadas no carrinho foi nula. Justifique
a sua resposta recorrendo às Leis de Newton.
6. Considere o movimento do carrinho nos primeiros 10 segundos.
6.1. Compare a direção e o sentido dos vetores 𝑣⃗ , 𝑎⃗ 𝑒 𝐹⃗𝑟 que caracterizam o movimento nesse intervalo de
tempo.
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6.2. Calcule a componente escalar da resultante das forças aplicadas no carrinho.
GRUPO II
Galileu e Newton contribuíram decisivamente para o estudo e compreensão dos movimentos.
1. Uma bola move-se segundo uma trajetória retilínea. Considere que a bola pode ser representada pelo seu
centro de massa (modelo da partícula material). Admita que a componente escalar da posição, x, da bola em
relação a um determinado referencial unidimensional Ox varia com o tempo, t, de acordo com a equação
𝑥 = 4,2 − 2𝑡 + 1,4 𝑡 2 (𝑆𝐼)
1.1. A que distância se encontra a bola da origem do referencial Ox considerado, no instante t = 0,0 s?
(A)
2m
(B)
4,2 m
(C)
0m
(D)
1,4 m
1.2. A componente escalar, segundo o referencial Ox considerado, da velocidade, vx, da bola varia com o
tempo, t, de acordo com a equação
(A)
𝑣 = 2 + 1,4 𝑡
(B)
𝑣 = −2 + 0,7 𝑡
(C)
(D)
𝑣 = −2 + 2,8 𝑡
𝑣 = 2 + 2,8 𝑡
2. Lançou-se, verticalmente, para cima, uma bola, com velocidade inicial de módulo 6,0 m s−1, em condições
nas quais a resistência do ar pode ser considerada desprezável.
2.1. Determine a altura máxima atingida pela bola, em relação ao nível de lançamento. Considere um
referencial, Oy, de eixo vertical, com origem no ponto de lançamento e sentido de baixo para cima e recorra
exclusivamente às equações que traduzem o movimento, y(t ) e v(t ). Apresente todas as etapas de resolução.
2.2. Explique porque se pode considerar a bola um grave.
2.3. Qual é o esboço do gráfico que pode representar a componente escalar da velocidade da bola, vy, em
relação ao referencial considerado, em função do tempo, t, desde o instante em que é lançada até atingir a
altura máxima?
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2.4. Qual dos esquemas seguintes traduz os vetores Força resultante, velocidade e aceleração num certo
instante da subida da bola?
3. Na figura ao lado está representada uma imagem estroboscópica de um movimento da bola, no qual a
trajetória descrita pela bola é uma circunferência de raio 30 cm. Nessa imagem estroboscópica, as posições
da bola foram registadas a intervalos de tempo de 4 x 10-2 s. Determine o módulo da aceleração da bola no
movimento considerado. Apresente todas as etapas de resolução.
4. Nos seus estudos sobre o movimento dos corpos, Galileu terá idealizado outras experiências utilizando
planos inclinados. Analogamente, é habitual usar, nos laboratórios das escolas, calhas para o estudo dos
movimentos.
Na figura seguinte (que não está à escala), está representada uma calha inclinada, que termina num troço
horizontal. A superfície do troço horizontal está revestida por um material rugoso.
Um paralelepípedo de massa 300 g foi abandonado na posição A, situada a uma altura de 25 cm em relação
ao troço horizontal da calha e parou na posição C. Entre as posições A e B, a dissipação de energia mecânica
foi desprezável e a distância entre as posições B e C é 60 cm.
Considere que o paralelepípedo pode ser representado pelo seu centro de massa (modelo da partícula
material) e considere o troço horizontal da calha como o nível de referência da energia potencial gravítica.
Determine a resultante das forças a que o paralelepípedo esteve sujeito enquanto se deslocou
horizontalmente. Apresente todas as etapas de resolução.
5. Leia com atenção o pequeno texto atribuído a Newton.
«Comecei a pensar que a gravidade se estendia até à órbita da Lua e… deduzi que as forças que conservam
os planetas nas suas órbitas devem ser inversamente proporcionais aos quadrados das suas distâncias aos
centros em torno dos quais revolucionam: e assim comparei a força necessária para conservar a Lua na sua
órbita com a força da gravidade à superfície da Terra.»
In Projecto Física Unidade 2, Fundação Calouste Gulbenkian, 1979, pp. 94-95
5.1. A Lua, o nosso satélite natural, bem como alguns dos satélites artificiais descrevem uma órbita
praticamente circular em torno da Terra, com movimento circular uniforme.
Selecione o diagrama que representa corretamente a força exercida pela Terra sobre um satélite e a
velocidade do satélite, durante o seu movimento em torno da Terra.
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5.2. Os satélites artificiais da Terra estão também sujeitos à força da gravidade. Selecione a alternativa que
contém os termos que preenchem, sequencialmente, os espaços seguintes, de modo a obter uma afirmação
correta.
A intensidade da força que atua sobre esses satélites ______ quando a sua distância ao centro da Terra
______.
(A) ... quadruplica ... se reduz a metade.
(C) ... duplica ... duplica.
(B) ... quadruplica ... duplica.
(D) ... duplica ... se reduz a metade.
5.3. Um satélite artificial descreve, com velocidade de módulo, v, uma órbita circular de raio, r, igual a
8,4×106 m, em torno da Terra. Calcule o módulo da velocidade orbital do satélite recorrendo à 2ª Lei de
Newton e à Lei da Gravitação Universal. Apresente todas as etapas de resolução.
mT (massa da Terra) = 5,98 x 1024 kg
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