1ºTeste 11º ano (355297)

Agrupamento de Escolas José Belchior Viegas
Curso: Ciências e Tecnologias
Física e Química A - 11º Ano
Teste de avaliação globalizante Outubro de 2013
Aluno:_______ Turma:______ Avaliação:_____________
FORMULÁRIO
Física e Química A
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TABELA DE CONSTANTES
Módulo da aceleração gravítica de um corpo
Junto à superfície da Terra
g = 10 m s-2
Massa da Terra
MT = 5,98 x 1024 kg
Constante da Gravitação Universal
G = 6,67 x 10 -11 N m2 kg-2
Raio da terra
6,378 x 106 m
1. Para investigar se o valor da aceleração da gravidade depende da massa dos corpos em queda livre e
da altura de queda, um grupo de alunos usou duas células
fotoelétricas, X e Y, ligadas a um cronómetro digital, e
diversas esferas de um mesmo material, mas com
diâmetros diferentes.
A figura representa um esquema da montagem utilizada.
Os alunos começaram por medir, com uma craveira, o
diâmetro, d, de cada uma das esferas.
Realizaram,
seguidamente,
diversos
ensaios,
para
determinarem:
– o tempo que cada esfera demora a percorrer a distância
entre as células X e Y, Δtqueda ;
– o tempo que cada esfera demora a passar em frente à
célula Y, ΔtY.
Os alunos tiveram o cuidado de largar cada esfera sempre
da mesma posição inicial, situada
imediatamente acima da célula X, de modo a poderem
considerar nula a velocidade com que a esfera passava
nessa célula (vX = 0).
Para uma dada esfera, os alunos obtiveram os valores mais prováveis do diâmetro, d, e do tempo de
passagem da esfera pela célula Y, ΔtY :
• d = 2,860 cm
• ΔtY = 12,3 × 10–3 s
Os alunos usaram a expressão (que se refere a um movimento retilíneo uniforme) para calcular um valor
aproximado da velocidade, vY, com que a esfera passa na célula Y.
1.1. Explique por que é possível utilizar-se aquela expressão no cálculo do valor aproximado da velocidade
vY.
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1.2.
Os alunos obtiveram, em três ensaios consecutivos, os valores de tempo que a esfera demora a
percorrer a distância entre as células X e Y, Δtqueda, apresentados na tabela seguinte.
Calcule o valor experimental da aceleração da gravidade obtido pelos alunos a partir das medidas
efetuadas. Apresente todas as etapas de resolução.
1.3. A tabela seguinte apresenta alguns dos valores experimentais da aceleração da gravidade, expressos
em ms-2, obtidos pelos alunos utilizando esferas de massas diferentes e alturas de queda diferentes.
Selecione a única opção que contém os termos que preenchem, sequencialmente, os espaços seguintes,
de modo a obter uma afirmação verdadeira.
A partir dos resultados experimentais obtidos, podemos concluir que o valor da aceleração da gravidade
_______________ da massa dos corpos em queda e que _________________ da altura de queda.
(A) depende … depende
(B) depende … não depende
(C) não depende … depende
(D) não depende … não depende
2. Colocou-se um balão cheio de ar (com alguns
feijões no seu interior) sob um sensor de
movimento ligado a um sistema de aquisição de
dados
adequado.
Seguidamente, largou-se o
balão, de modo que caísse verticalmente segundo
uma trajetória retilínea, coincidente com o eixo Oy
de um referencial unidimensional.
A figura representa o gráfico da componente
escalar, segundo o eixo Oy, da velocidade, vy, do
balão em função do tempo, t, no intervalo de tempo
em que os dados foram registados.
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2.1.
Escreva um texto no qual aborde os seguintes tópicos:

Identificação fundamentada no gráfico apresentado, dos tipos de movimento do balão a partir dos
0,4s;

Identificação das forças que atuam sobre o balão no intervalo de tempo [0,4;1,3] s e indicação do
modo como variam as intensidades dessas forças, nesse intervalo de tempo;

Caracterização, fundamentada, da resultante das forças que atuam sobre o balão, no intervalo de
tempo [1,3;1,7] s.
2.2.
Selecione a única opção, o que permite obter uma afirmação correta.
No intervalo de tempo [1,3;1,7] s, a energia cinética do balão…
(A) varia, e a energia mecânica do sistema balão + Terra diminui.
(B) varia, e a energia mecânica do sistema balão + Terra aumenta.
(C) mantém-se, e a energia mecânica do sistema balão + Terra diminui.
(D) mantém-se, e a energia mecânica do sistema balão + Terra aumenta.
2.3.
Selecione o gráfico que melhor traduz o modo como a aceleração do balão varia em função do
tempo, no intervalo de [0,4;1,3] s.
a
a
a
t
(A)
a
t
t
(B)
(C)
t
(D)
3. Uma esfera de 100 g é lançada horizontalmente de cima de uma mesa e atinge o solo com velocidade



v  2,0ex  10,0t e y (ms1 )
3.1.
Explique porque é que se pode admitir que a força de resistência do ar não influenciou o movimento
de queda da bola.
3.2.
Determine o tempo de queda da esfera, sendo o módulo da velocidade quando atinge o solo de
5,4m.s-1.
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3.3.
Considere a trajetória da esfera no seu movimento de queda.
Em qual dos esquemas se encontram corretamente representadas as componentes da velocidade da
esfera,

vx
e

v y , nas posições assinaladas?
3.4. Selecione a alternativa que permite calcular o trabalho realizado pelo peso da esfera, na descida.
A. WP = – 100 x h x g x cos0º
B. WP = – 0.1 x h x g x sen0º
C.
WP = 100 x h x g x sen180º
D.
WP = 0.1 x h x g x cos0º
4. A figura representa um plano inclinado, de 5 metros de comprimento, no topo do qual se largou uma
pequena esfera de modo a descer o plano, segundo uma trajetória retilínea com a direção do eixo Ox do
referencial unidimensional representado na figura.
Admita que a bola pode ser representada pelo seu centro de massa (modelo da partícula material) e que a
força de atrito é desprezável.
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4.1. Em qual dos seguintes esquemas se encontram corretamente representados os vetores velocidade, v,
e aceleração, a, num instante em que a bola se encontra a descer o plano?
4.2. A partir dos dados adquiridos com o sensor de movimento, concluiu-se que, durante a descida, a
componente escalar, segundo o eixo Ox, da posição, x, da bola sobre o plano variava com o tempo, t, de
acordo com a equação
x = 2,0t2
4.2.1.
Apresente o gráfico da componente escalar da velocidade, v, da bola em função do tempo, t, desde
o instante em que a bola foi largada (t = 0 s) até ao instante em que a bola atingiu a base do plano inclinado.
Utilize a calculadora gráfica. Na sua resposta, deve reproduzir o gráfico obtido com a calculadora, no
intervalo de tempo considerado, indicando no gráfico:
• as grandezas representadas e as respetivas unidades;
• as coordenadas dos pontos que correspondem ao instante em que a bola foi largada e ao instante
em que a bola atinge a base.
4.2.2.
Determine o valor do ângulo que a rampa faz com a horizontal.
4.2.3.
Selecciona o gráfico que representa a variação da energia cinética da esfera em função tempo.
Ec
Ec
t
A
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Ec
t
Ec
t
B
t
C
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5. “Um satélite que está a medir a gravidade da Terra desde 2009 ficou hoje sem combustível e deverá
reentrar na atmosfera dentro de duas a três semanas, anunciou hoje a Agência Espacial Europeia (ESA).
Os especialistas não sabem ainda quando e onde cairão os 40 a 50 fragmentos do satélite 'Gravity Ocean
Circulation Explorer' (GOCE) que se prevê que cheguem à superfície, mas estimam que seja reduzido o
risco para os humanos.
"O satélite GOCE ficou sem combustível e foi declarado o fim da missão", informou a ESA em comunicado.
O aparelho, que pesa uma tonelada, foi lançado em março de 2009 e ficou em órbita a uma altitude de 260
quilómetros, mas acabou por ser trazido para os 224 quilómetros de altitude, a mais baixa para um satélite
de investigação.
Sem combustível para se manter em órbita, o aparelho deverá ir perdendo altitude e ficar instável (..) e irá
desintegrar-se a uma altitude de 80 quilómetros devido à resistência do ar, disse o gestor de operações da
ESA, Christoph Steiger.”
por Lusa, publicado por Ricardo Simões Ferreira
5.1.
Para se calcular a força gravítica do satélite na orbita inicial, utiliza-se….
Escolhe a opção correcta
(A) Fg 
(B) Fg 
(C) Fg 
(D) Fg 
5.2.
G  1  10 3  M T
( RT  260  10 3 ) 2
G  1 10 3  M T
RT  224  10 3
G  1  10 3  M T
(260  10 3 ) 2
G  1 M T
RT  260  10 3
Uma das utilizações dos satélites é a sua participação no sistema GPS. Escreva um texto no qual
explique como o sistema GPS determina a localização de um receptor GPS num determinado local,
referindo-se:
5.3.

Às coordenadas que fornece o sistema GPS;

Ao processo de localização do receptor GPS.
Indique a afirmação CORRECTA.
A. O GPS é formado por mais de 20 satélites cujo período é cerca de 24 horas.
B. No segmento espacial do GPS existem relógios de quartzo, enquanto que no segmento do utilizador
existem relógios atómicos.
C. As orbitas dos satélites GPS estão contidas em vários planos, para que haja uma cobertura global
de todos os pontos do planeta.
D. O sistema GPS utiliza três satélites para localizar corretamente a posição de um recetor.
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5.4.
O satélite foi transportado para o espaço através de uma nave espacial que consegue subir na
atmosfera devido à propulsão dos seus foguetes. A combustão produz a energia cinética a expansão dos
gases produzidos.
5.4.1.
Escolha a alternativa correcta que representa as forças que actuam nos gases e na nave, durante a
descolagem.
(A)
FGases  FNave
(B)
FGases  FNave
(C)
FGases  FNave
(D)
FGases  FNave
5.4.2. Escolha a alternativa que representa a expressão da intensidade da força resultante, que actua na
nave em determinado instante, durante a subida na atmosfera, considerando que R representa a
intensidade da resistência do ar e Fg a intensidade da força gravítica:
(A) FR  FGases  Fg  R
(B) FR  Fg  R
(C) FR  Fg  FGases
(D) FR  R  FGases
5.5.
Suponha que um satélite é enviado com tal energia que fica fora da acção que qualquer campo
gravitacional. Se a força resultante que actua na nave for nula que tipo de movimento é que ela tem?
COTAÇÕES
1.1. 12 p
4.1. 8 p
1.2. 16 p
4.2.1. 12 p
1.3. 8 p
4.2.2. 12 p
4.2.3. 8 p
2.1. 16 p
2.2. 8 p
5.1. 8 p
2.3. 8 p
5.2. 12 p
5.3. 8 p
3.1. 12 p
5.4.1. 8 p
3.2. 12 p
5.4.2. 8 p
3.3. 8 p
5.5. 8 p
3.4. 8 p
Total: 200 pontos
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