Física e Química A

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Escola Secundária Poeta Al Berto

Física e Química A – 10º Ano Data: 12/03/2019

Duração: 100 min

Teste 4

1. Assinale a opção que completa corretamente a frase seguinte.

“Quando se considera que um corpo em movimento é um sistema mecânico, pressupõe-se que…

(A) …a sua energia interna é nula.”

(B) …não se consideram eventuais variações da sua energia interna.”

(C) …o corpo sofre variações de energia mecânica desprezáveis.”

(D) …o sistema pode ser reduzido a uma partícula material, qualquer que seja o seu movimento.”

2. Como varia a energia cinética de um automóvel quando a sua velocidade aumenta para o dobro?

(assinale a opção correta) (A) Diminui para metade.

(B) Aumenta para o dobro.

(C) Aumenta para o quádruplo.

(D) Aumenta oito vezes.

3. Relativamente ao conceito de trabalho, selecione a opção correta.

(A) O trabalho de uma força assume o valor máximo quando o vetor força e o vetor deslocamento têm a mesma direção e o mesmo sentido.

(B) Quando o ângulo entre o vetor força e o vetor deslocamento for superior a 0° e inferior a 90°, o trabalho realizado pela força é negativo.

(C) O trabalho só assume valores nulos, quando o vetor força e o vetor deslocamento são perpendiculares entre si.

(D) O trabalho de uma força é uma energia, logo, só pode ter valores positivos.

4. Um aluno A leva a sua mochila ao longo de um passeio com 10 m de comprimento, exercendo uma força de intensidade 50 N, com uma inclinação de 45 em relação à horizontal.

4.1. Qual é o trabalho por ele realizado?

4.2. Um aluno B, ao transportar a mesma mochila, exerce uma força com orientação de 60.

4.2.1. Qual deve ser a intensidade desta força, para que o trabalho exercido seja igual ao trabalho realizado pelo aluno A, no mesmo deslocamento?

4.2.2. Qual é o valor da força eficaz?

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4.3. O aluno A faz o percurso com a mochila com velocidade constante. Calcule a intensidade da força de atrito, suposta constante, e diga se o trabalho por ela realizado é potente ou resistente.

4.4. O que acontece se a intensidade da força de atrito for inferior ao valor calculado em 4.3?

5. Seleciona a opção correta.

(A) Quando num corpo atuam apenas forças conservativas, a um aumento da energia cinética corresponde uma diminuição de energia potencial gravítica.

(B) A energia cinética de um corpo é diretamente proporcional à sua velocidade.

(C) A energia mecânica de um corpo em queda livre aumenta.

(D) O trabalho realizado por forças conservativas depende da trajetória.

6. Numa montanha-russa, um carro de 200 kg é abandonado de uma altura (

h

_i) de 10,0 m e desce a pista apenas sob acção do seu peso. A pista tem atrito desprezável e o ponto B está a 8,0 m de altura.

6.1. Selecione a expressão que permite calcular a velocidade do carro no ponto A.

A.

v

_A

= 2 m g h

_i

B.

1

_i

2 v

A

= g h

C.

v

_A

= g h

_i D.

v

_A

= 2 g h

_i

6.2. Calcule o trabalho realizado peso do carro entre a altura inicial (

h

_i) e a posição B. Apresente todas as etapas de resolução.

6.3. Selecione a opção onde está marcado o peso do carro, quando este se desloca entre B e C.

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6.4. Ao chegar ao ponto C, um mecanismo de travagem atua no carro e este percorre 10,0 m até parar no ponto D.

6.4.1. Represente o diagrama das forças aplicadas no carro entre os pontos C e D, identificando cada vetor.

6.4.2. Calcule o módulo da força de travagem (suposta constante) aplicada no carro.

Apresente todas as etapas de resolução.

7. A figura representa parte da trajetória de um balão meteorológico que sobe na atmosfera, com velocidade de módulo praticamente constante.

7.1. O trabalho realizado pelo peso do balão entre as posições C e D (assinale a opção correta)…

(A) é independente da massa do balão.

(B) depende apenas da massa do balão.

(C) é igual ao trabalho realizado pelo peso do balão entre as posições A e B.

(D) é superior ao trabalho realizado pelo peso do balão entre as posições A e B.

7.2. Qual é o esboço de gráfico que pode traduzir a relação entre a energia potencial gravítica do sistema balão + Terra, Ep, e a altura em relação ao solo, h, do balão, durante o seu movimento entre o solo e a posição D?

7.3. De acordo com o teorema da energia cinética, o trabalho que seria realizado pela resultante das forças que atuam no balão é igual à variação da energia cinética do balão.

Conclua, com base neste teorema, qual é a intensidade da resultante das forças que atuam no balão, no deslocamento entre as posições A e B.

Apresente num texto a fundamentação da conclusão solicitada.

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8. Tendo como objetivo estudar a forma como a energia cinética de um carrinho varia com a distância percorrida ao longo de um plano inclinado, um grupo de alunos selecionou o seguinte material: calha de atrito reduzido com régua graduada; digitímetro de sensibilidade 0,0001 s; photogate; carrinho de massa 845,5 g; cilíndrico de diâmetro 0,25 cm ajustável ao carrinho.

Ajustaram o plano inclinado para que a sua inclinação fosse de 8°.

Colocaram a photogate a 20,00 cm, a 40,00 cm, a 60,00 cm, a 80,00 cm e a 100,00 cm do cimo do plano inclinado e, daí, largaram o carrinho, tendo o cuidado de fazê-lo sempre a partir do repouso.

Registaram o tempo que o pino do carrinho demorava a interromper o feixe de infravermelhos da photogate, ao passar por ela.

Os valores obtidos estão registados na tabela seguinte.

Distância da photogate ao ponto de partida

Photogate a 20,00 cm

Photogate a 100,00 cm

∆𝒕/𝒔

0,0333 0,0236 0,0192 0,0166 0,015

0,0342 0,0239 0,0189 0,0166 0,0153

0,0337 0,0229 0,019 0,0169 0,0150

8.1. Há dois valores que os alunos registaram incorretamente. Quais? Apresente a razão da sua escolha.

8.2. Relativamente à balança utilizada pelos alunos para medirem a massa, pode dizer-se que (assinale a opção correta

(A) É uma balança digital de sensibilidade 0,5 g.

(B) É uma balança digital cuja incerteza de leitura é 0,1 g.

(C) É uma balança digital de sensibilidade 1,0 g.

(D) É uma balança digital cuja incerteza de leitura é 1,0 g.

8.3. Calcule o valor mais provável do conjunto de valores de tempo medidos pelos alunos, para a 1ª situação (photogate a 20,00 cm). Apresente corretamente o resultado da medição direta do tempo de passagem do pino pela photogate, nesta situação.

8.4. Calcule o valor da velocidade do carrinho no instante em que passou pela photogate, para a 1ª situação (photogate a 20,00 cm). Tenha em atenção as regras dos algarismos significativos para apresentação de resultados das medições indiretas.

8.5 Com o auxilio da calculadora gráfica determinou-se a equação da resta de ajuste dos valores da energia cinética do carrinho em função da distância percorrida até à posição da photogate.

Calcule o valor da velocidade que deverá ter este carrinho ao passar numa posição que diste 120,00 cm do cimo do plano.

FIM

Questão 1 2 3 4.1 4.2.1 4.2.2 4.3 4.4 5 6.1 6.2 6.3 6.4.1 6.4.2 7.1 7.2 7.3 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 Total Cotação 8 8 8 10 11 9 12 8 8 8 11 8 9 12 8 8 12 8 8 10 8 8 200