Ficha nº1 : Exames e TI (2006 – 2014)

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Ficha nº1

Exercícios de exames e testes intermédios (2006 – 2014)

11ºano – Física  – Domínio 1 – Subdomínio 2 (Interações e seus efeitos)

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1. (2006 – 2ªF) Dois astronautas com massas diferentes encontram-se no interior de um satélite geostacionário, em repouso em relação às paredes do satélite.

Seleccione a alternativa CORRETA.

(A) As forças gravíticas que actuam nos dois astronautas, resultantes da interacção com a Terra, são nulas.

(B) As forças gravíticas que actuam nos dois astronautas, resultantes da interacção com a Terra, são diferentes de zero e iguais em módulo.

(C) Ambos os astronautas possuem aceleração nula, em relação a um sistema de referência com origem no centro da Terra.

(D) Os valores absolutos das acelerações dos astronautas, em relação a um sistema de referência com origem no centro da Terra, são iguais.

 

 

2. (TI – 16/01/2008) Um carro move-se horizontalmente ao longo de uma estrada com velocidade de módulo variável e descreve uma trajectória rectilínea.

O gráfico da figura 1 representa a sua posição relativamente a um marco quilométrico, em função do tempo.

Admita que, no intervalo de tempo [0,0; 1,0] s, a lei do movimento do carro é

x = –2,0 t² + 12,0 t + 15,0 (SI)

Seleccione o gráfico que melhor traduz a força aplicada no carro, em função do tempo, no intervalo [0,0; 1,0] s.

 

 

3. (2008 – 2ªF) Leia atentamente o seguinte texto.

Quando o astronauta Neil Armstrong pisou pela primeira vez o solo lunar, a 20 de Julho de 1969, entrou num mundo estranho e desolado. Toda a superfície da Lua está coberta por um manto de solo poeirento. Não há céu azul, nuvens, nem fenómenos meteorológicos de espécie alguma, porque ali não existe atmosfera apreciável. O silêncio é total.

Nas análises laboratoriais de rochas e solo trazidos da Lua não foram encontrados água, fósseis nem organismos de qualquer espécie.

A maior parte da luz do Sol que incide na superfície lunar é absorvida, sendo o albedo médio da Lua de apenas 11%. A aceleração da gravidade à superfície da Lua é cerca de 1/6 da que se verifica à superfície da Terra.

Depois da Lua, Vénus é o astro mais brilhante no céu nocturno, uma vez que a espessa camada de nuvens que o envolve reflecte grande quantidade da luz proveniente do Sol. A atmosfera de Vénus é constituída por cerca de 97% de dióxido de carbono e por uma pequena percentagem de azoto, com vestígios de vapor de água, hélio e outros gases. A temperatura à superfície chega a atingir 482 ºC, porque o dióxido de carbono e o vapor de água atmosféricos se deixam atravessar pela luz visível do Sol, mas não deixam escapar a radiação infravermelha emitida pelas rochas da sua superfície.

Dinah Moché, Astronomia, Gradiva, 2002 (adaptado)

Com base na informação apresentada no texto, seleccione a alternativa que compara correctamente a intensidade da força gravítica que actua sobre um mesmo corpo, quando colocado à superfície da Terra, Fg_Terra, e à superfície da Lua, Fg_Lua.

 

 

4. (TI – 17/03/2009) Um rapaz empurra, com velocidade constante, um bloco de massa m, ao longo de um plano inclinado sem atrito, como o esquema da figura 1 mostra.

Seleccione o diagrama que melhor representa, na situação descrita, as forças aplicadas no centro de massa do bloco, durante a subida, sendo F a força aplicada pelo rapaz.

 

 

5. (TI – 17/03/2009) Um corpo de massa 5,0 kg, partindo do repouso, é arrastado ao longo de uma superfície horizontal rugosa por uma força horizontal constante com intensidade 40 N.

Verificou-se que, ao fim de 3,0 s, o módulo da sua velocidade era 3,0 m s^–1.

Calcule a intensidade da força de atrito, suposta constante.

Apresente todas as etapas de resolução.

 

 

6. (TI – 30/04/2010) Galileu e Newton contribuíram decisivamente para o estudo e compreensão dos movimentos.

Lançou-se um paralelepípedo de madeira, de modo a que ele subisse uma rampa, em condições nas quais a resistência do ar pode ser desprezada.

Seja Fg a força gravítica, Rn a força de reacção normal e Fa a força de atrito.

Seleccione a única opção que apresenta o diagrama das forças que actuam sobre esse paralelepípedo, ao longo da subida da rampa.

 

 

7. (2010 – 1ªF) Leia o seguinte texto.

A 2 de Agosto de 1971, o astronauta David Scott, comandante da missão Apollo 15, realizou na Lua (onde a atmosfera é praticamente inexistente) uma pequena experiência com um martelo geológico (de massa 1,32 kg) e uma pena de falcão (de massa 0,03 kg). No filme que registou essa experiência, é possível ouvir as palavras de Scott:

«Se estamos aqui hoje, devemo-lo, entre outros, a Galileu, que fez uma descoberta muito importante acerca da queda dos corpos em campos gravíticos. Considero que não há melhor lugar para confirmar as suas descobertas do que a Lua. Vou, por isso, deixar cair o martelo, que tenho na mão direita, e a pena, que tenho na mão esquerda, e espero que cheguem ao chão ao mesmo tempo.»

Nas imagens registadas, vê-se Scott a segurar no martelo e na pena, aproximadamente, à mesma altura, e a largá-los em simultâneo. Os dois objectos caem lado a lado e chegam ao chão praticamente ao mesmo tempo. Scott exclama: «Isto mostra que Galileu tinha razão!»

http://history.nasa.gov/alsj/a15/a15.clsout3.html#1670255 (adaptado)

7.1. Identifique o facto, referido no texto, que levou Scott a considerar que a Lua era um lugar privilegiado para testar a hipótese de Galileu sobre o movimento de corpos em queda livre.

 

 

7.2. O martelo e a pena caem lado a lado e chegam ao chão praticamente ao mesmo tempo, porque, estando sujeitos a forças gravíticas…

(A) diferentes, caem com acelerações iguais.

(B) iguais, caem com acelerações iguais.

(C) iguais, caem com acelerações diferentes.

(D) diferentes, caem com acelerações diferentes.

 

 

8. (2010 – 2ªF) 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 fotoeléctricas, X e Y, ligadas a um cronómetro digital, e diversas esferas de um mesmo material, mas com diâmetros diferentes.

A Figura 5 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, Δt_queda ;

– o tempo que cada esfera demora a passar em frente à célula Y, Δt_Y.

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 (v_X = 0).

8.1. Para uma dada esfera, os alunos obtiveram os valores mais prováveis do diâmetro, d, e do tempo de passagem da esfera pela célula Y, Δt_Y :

• d = 2,860 cm

• Δt_Y = 12,3 x 10^–3 s

Os alunos usaram a expressão

(que se refere a um movimento rectilíneo uniforme) para calcular um valor aproximado da velocidade, v_Y, com que a esfera passa na célula Y.

8.1.1. Explique por que é possível utilizar-se aquela expressão no cálculo do valor aproximado da velocidade v_Y.

 

 

8.1.2. 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, Δt_queda , apresentados na tabela seguinte.

Calcule o valor experimental da aceleração da gravidade obtido pelos alunos a partir das medidas efectuadas.

Apresente todas as etapas de resolução.

 

 

8.2. 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 correta.

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

 

 

9. (TI – 11/02/2011) A Figura 6 representa, esquematicamente, uma ligação rodoviária entre os pontos A e E, que se situa num mesmo plano horizontal, verificando-se que o velocímetro de um automóvel marca sempre 80 km h^-1, ao longo de todo o percurso entre aqueles pontos.

Considere o troço entre os pontos A e B. Que conclusão, fundamentada na 2.ª Lei de Newton, pode retirar-se acerca da resultante das forças que atuam no automóvel, nesse troço?

 

 

10. (2011 – 1ªF) Suponhamos que alguém vai a empurrar um carrinho por uma estrada retilínea e horizontal e que, subitamente, o larga.

Antes de se imobilizar, o carrinho ainda percorrerá uma curta distância. Surge a pergunta: como será possível aumentar essa distância? Há vários meios, como por exemplo, olear o eixo e tornar a estrada mais lisa.

Quanto mais lisa for a estrada e mais facilmente girarem as rodas, maior será a distância percorrida. O que acontece em consequência da lubrificação do eixo e do alisamento da estrada?

Apenas isto: o efeito do que chamamos atrito diminui, tanto no contacto do eixo com as rodas, como no das rodas com a estrada.

Isto já é uma interpretação teórica da evidência observável. Imaginemos uma estrada perfeitamente lisa e um sistema de eixos e rodas em que não houvesse atrito. Neste caso, nada interferiria no carrinho, que se moveria perpetuamente.

Formulamos esta conclusão unicamente por força do pensamento, idealizando uma experiência que não pode ter realidade, visto ser impossível eliminar o atrito, mas que nos permite compreender melhor a relação entre forças e movimento.

A. Einstein, L. Infeld, A Evolução da Física, Livros do Brasil (adaptado)

Das forças que atuam sobre o carrinho em movimento sobre uma superfície horizontal, a força gravítica, Fg, e a força normal, F_N, exercida pela estrada, são forças com intensidades

(A) iguais, que constituem um par ação-reação.

(B) diferentes, que constituem um par ação-reação.

(C) diferentes, que não constituem um par ação-reação.

(D) iguais, que não constituem um par ação-reação.

 

 

11. (TI – 27/04/2012) A Figura 2 (que não está à escala) representa uma calha inclinada, montada sobre uma mesa.

Uma pequena esfera de aço é abandonada na posição A, percorrendo a distância sobre a calha até à posição B. Seguidamente, a esfera move-se sobre o tampo da mesa, entre as posições B e C, caindo depois para o solo.

Considere desprezável a força de resistência do ar, e admita que a esfera pode ser representada pelo seu centro de massa (modelo da partícula material).

 Identifique as forças que atuam na esfera no percurso entre as posições B e C, indicando, para cada uma dessas forças, onde está aplicada a força que com ela constitui um par ação-reação.

Considere desprezáveis as forças dissipativas no percurso entre as posições B e C.

 

 

12. (2013 – EE) Considere que m representa a massa de um fruto que se encontra acima da superfície da Terra e que d representa a distância entre o centro de massa do fruto e o centro de massa da Terra.

A intensidade da força com que a Terra atrai esse fruto é

(A) inversamente proporcional a m.

(B) diretamente proporcional a d.

(C) diretamente proporcional a m².

(D) inversamente proporcional a d².

 

 

13. (2013 – EE) A força com que a Terra atrai um fruto e a força com que esse fruto atrai a Terra têm intensidades

(A) iguais e determinam acelerações de módulos diferentes em cada um desses corpos.

(B) iguais e determinam acelerações de módulos iguais em cada um desses corpos.

(C) diferentes e determinam acelerações de módulos diferentes em cada um desses corpos.

(D) diferentes e determinam acelerações de módulos iguais em cada um desses corpos.

 

 

14. (TI – 12/02/2014) A Figura 1 (que não está à escala) ilustra uma experiência realizada numa aula de Física, na qual um carrinho é abandonado sobre uma calha inclinada, montada sobre uma mesa de tampo horizontal.

O carrinho, abandonado na posição A, percorre a distância sobre a calha até à posição B, movendo-se depois, sobre o tampo da mesa, até à posição C.

Considere desprezáveis todas as forças dissipativas e admita que o carrinho pode ser representado pelo seu centro de massa (modelo da partícula material).

14.1. Explique porque é que a resultante das forças que atuam no carrinho não é nula no percurso AB.

Comece por identificar as forças que atuam no carrinho nesse percurso.

 

 

14.2. Qual é o esboço do gráfico que pode representar o módulo da aceleração do carrinho, a, em função do tempo, t, decorrido desde o instante em que este inicia o movimento até ao instante em que atinge a posição C?

 

 

15. (2014 – 1ªF) A Figura 2 (que não está à escala) representa uma criança a descer um escorrega cuja secção inclinada tem um comprimento de 4,0 m.

Considere que a criança desce o escorrega partindo do repouso, e que a sua aceleração se mantém constante durante a descida.

Admita que a criança pode ser representada pelo seu centro de massa (modelo da partícula material).

Considere duas situações distintas:

– Situação I: a resultante das forças dissipativas que atuam na criança é desprezável;

– Situação II: a resultante das forças dissipativas que atuam na criança não é desprezável.

Nos esquemas seguintes, o vetor a_I representa a aceleração da criança na situação I.

Em qual dos esquemas o vetor a_II pode representar a aceleração da criança na situação II ?