ficha de trabalho de física e química a outubro 2011

FICHA DE TRABALHO DE FÍSICA E QUÍMICA A
OUTUBRO 2011
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APSA Nº4
11º Ano de Escolaridade
1- Um corpo cai livremente de uma dada altura e demora 2 s a atingir o solo. Quanto tempo demora a
chegar ao solo outro corpo com a massa dupla do primeiro, caindo da mesma altura? Justifica a tua
resposta.
2- Uma esfera metálica é abandonada, em queda livre, do cimo da Torre dos Clérigos, cuja altura é de
70 m. Calcula:
a) O tempo que a esfera demora a chegar ao solo.
b) O espaço percorrido durante o primeiro segundo da queda.
c) O espaço percorrido no ultimo segundo do movimento
d) O valor algébrico da velocidade com que chega ao solo.
3- Uma pedra é abandonada, em queda livre, do topo de um edifício cuja altura é de 215 m, e demora
6,6 segundos a chegar ao solo.
a) Calcula o valor algébrico da velocidade com que a pedra atinge o solo, expressa em quilómetros
por hora.
b) Indica o valor algébrico da aceleração.
c) Escreve a expressão matemática da Lei da Velocidade.
d) Determina o valor algébrico da velocidade que o corpo adquire 2 s após o início da queda.
e) Caracteriza os vectores velocidade e aceleração no instante 2s.
4 - Um corpo é abandonado, em queda livre, do cimo de uma torre cuja altura é de 200 m. Calcula a
distância percorrida pelo corpo durante o terceiro segundo do movimento.
5- Uma pedra cai num poço no qual o nível da água está à profundidade de 20 m. Calcula o tempo que
demora a ouvir-se o impacto da pedra na água. (A velocidade do som, à temperatura ambiente é de 340
m/s).
6- Um cientista lançou, num dia sem vento e do topo de um edifício, uma bola de ténis e uma folha de
cartão amarrotada.
a) Descreve o movimento dos dois objectos durante a queda.
b) Qual dos objectos atinge o solo em primeiro lugar? Justifica a tua resposta.
7- Um corpo é abandonado em queda livre, do cimo da torre Vasco da Gama e admite que não há
resistência do ar. Calcula:
a) O valor algébrico do deslocamento do corpo ao fim de 3 s.
b) O valor algébrico da velocidade do corpo ao fim de 3 s.
c) Durante o movimento de queda, qual é o valor algébrico da velocidade do corpo quando tiver
percorrido 11,25 m?
8- Um corpo é lançado verticalmente, para cima, com velocidade inicial de 20 m/s.
a) Quanto tempo demora o corpo a atingir a altura máxima?
b) Qual é o valor algébrico da altura máxima?
9- Um projéctil é disparado verticalmente, para cima. A expressão matemática que traduz o seu
movimento ascensional é:
∆y = 800 t – 5 t2
a) Escreve a expressão matemática da Lei das velocidades.
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b) Qual é o valor algébrico da aceleração do movimento?
c) Quanto tempo demora o projéctil a atingir a altura máxima?
10- Um corpo é lançado em movimento ascensional nas proximidades da
superfície de Saturno. O gráfico traduz o referido movimento.
a) Qual é o valor algébrico da aceleração gravítica em Saturno?
b) Qual é o instante em que o móvel atinge a altura máxima?
c) Qual é a altura máxima atingida em relação ao nível de lançamento?
d) Qual é o deslocamento do corpo durante 4s?
e) Qual é a distância percorrida pelo corpo ao fim de 4 s?
f) Qual foi o sentido considerado como positivo para o referencial?
g) Caracteriza os vectores velocidade e aceleração gravítica, no instante
3 s.
11- A figura mostra o gráfico velocidade-tempo de um pára-quedista em
queda livre.
a) Qual é o valor da aceleração do pára-quedista no inicio do troço
A do gráfico?
b) Explica por que motivo o pára-quedista se move com velocidade
de valor constante na parte B do gráfico.
c) Que sucede ao pára-quedista no ponto C do gráfico? E no troço
D?
d) Explica o movimento do pára-quedista na parte do gráfico
representada pela letra E.
12- A expressão matemática que traduz a lei do movimento de uma partícula material que descreve
uma trajectória rectilínea é:
x = 10 – 4 t (SI)
a) Indica qual é o tipo de movimento da partícula.
b) Em que sentido se movimenta a partícula?
c) Qual é o valor algébrico da velocidade da partícula?
d) Representa o gráfico x = f(t)
e) Calcula a variação de posição da partícula no intervalo de tempo 0 s a 4 s.
f) Determina o espaço total percorrido pela partícula de 0 s a 4 s.
13- O movimento de um carro de corrida ao longo de uma trajectória rectilínea é traduzido pela seguinte
equação:
x(t) = t2 + 2 t – 2 (SI)
a) Indica qual é a posição inicial do carro de corrida, justificando o sinal algébrico.
b) Que tipo de movimento adquire o carro?
c) Determina a aceleração do carro durante a corrida e representa o gráfico a = f(t).
d) Escreve a expressão analítica da lei das velocidades do carro.
e) Determina a velocidade adquirida pelo carro após 5 s de movimento.
f) Calcula o espaço percorrido pelo carro após 3 s de corrida.
g) Que tempo demora o carro a percorrer 24 m?
14- Uma partícula material desloca-se ao longo do semieixo Ox, no sentido positivo da trajectória, com
aceleração constante de valor algébrico – 2 m/s2. No instante inicial, a partícula passa pela posição x =
6 m com velocidade de 5 m/s.
a) Representa, adequadamente, os vectores velocidade e aceleração do móvel, no instante inicial.
b) Indica qual é o tipo de movimento da partícula, justificando a tua resposta.
c) Escreve as expressões analíticas da lei do movimento e da lei das velocidades dessa partícula.
d) Calcula o valor algébrico da velocidade da partícula segundo o semieixo Ox nos instantes 1 s e 4
s.
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Soluções:
1- Os dois corpos demoram o mesmo tempo a chegar ao solo (desprezando a resistência do ar). Foram
efectuadas muitas experiências que permitiram concluir que a aceleração de um corpo em queda livre é
independente da sua massa, na ausência da resistência do ar.
2a) t = 3,47 s
b) ∆y = 5 m
c) y = 32,4
d) |v| = 37,4 m/s
3a) v = 66 m/s = 237,6 km/h
b) g = -10 m/s2
c) v = -10 t (SI)
d) v(2) = -20 m/s
e)
vector velocidade
- direcção: vertical
- sentido: de cima para baixo
- Valor – 20 m/s
Vector aceleração
-direcção: vertical
- sentido: de cima para baixo
- valor: 10 m/s2
4- y = 25 m
5T = 2,06 s
66.1-Os dois objectos caem em queda livre, pois a única força que actua sobre eles é a força gravítica,
desprezando a resistência do ar.
6.2- Os dois corpos atingem o solo ao mesmo tempo, pois desprezando a resistência do ar, a
aceleração não depende da massa.
7a) |∆y| = 45 m
b) v = -30 m/s
c) v = -15 m/s
88.1- t = 2s
8.2- hmáx = 20m
9a) v = 800 -10t (SI)
b) g = -10 m/s2
c) t = 80 s
10-
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a) g = 11,4 m/s2
b) t = 2s
c) hmáx= 22,8 m
d) ∆x = 0m
e) d = 45,6 m
f) de baixo para cima
g)
velocidade
- direcção: vertical
- sentido: de cima para baixo
- valor: 11,4 m/s
Aceleração
- direcção: vertical
- sentido: de cima para baixo
- valor: 11,4 m/s
11a) A pára-quedista move-se na vertical com movimento praticamente rectilíneo e uniformemente
acelerado, A aceleração do movimento é a aceleração gravítica, sendo o seu valor 10 m/s2.
b) No troço B do gráfico o valor da velocidade mantém-se constante, porque a resultante das forças que
actuam no sistema pára-quedista + pára-quedas anula-se. As duas forças (P e Rar) têm a mesma
intensidade e sentidos opostos.
c) O ponto C do gráfico corresponde ao instante em que o pára-quedista, abre o pára-quedas. Neste
instante, a Rar exerce-se na superfície interior do pára-quedas. No troço D o valor da velocidade
decresce acentuadamente, porque a intensidade da resistência do ar é superior ao valor da força
gravítica exercida no sistema.
d) No troço E do gráfico, o pára-quedista move-se com velocidade de valor constante (velocidade
terminal) porque a resultante das forças que actuam no sistema anula-se.
12a) MRU
b) sentido negativo da trajectória
c) v = -4 m/s
e) ∆x = -16 m
f) d = 16 m
13- a) x0 = -2 m – o sinal negativo significa que o carro se encontra a 2m da origem das posições, na
posição da trajectória convencionada como negativa.
b) MRUA
c) a = 2 m/s2
d) v = 2 + 2 t
e) v = 12 m/s
f) x = 13 m
g) t = 4,2 s
14b) MRUR
c) x = 6 + 5t – t2
v = 5 – 2t
d) v(1) = 3 m/s
v(4) = -3m/s
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