Escola Secundária com 3º Ciclo do Ensino Básico Dr. Joaquim de Carvalho

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2222º Teste de Avaliaçº Teste de Avaliaçº Teste de Avaliaçº Teste de Avaliação de Físicaão de Físicaão de Físicaão de Física

12º ano, turma A12º ano, turma A12º ano, turma A12º ano, turma A + + + + F F F F 22223333 de de de de Novembro de 2005Novembro de 2005Novembro de 2005Novembro de 2005

1. O movimento de um projéctil, de massa 500 g, em relação a um sistema de eixos xOy, em que Ox é horizontal

e está ao nível do solo e Oy é vertical e orientado para cima, é descrito por:

(SI) e )582(e 6)( y

2

x

rrrttttr −++=

1.1.1.1.1.1.1.1. Determina as condições iniciais do movimento (posição inicial e velocidade inicial) do projéctil.

1.2.1.2.1.2.1.2. Calcula a energia cinética mínima do projéctil.

1.3.1.3.1.3.1.3. A que distância da posição inicial se encontra o projéctil ao atingir a altura máxima?

1.4.1.4.1.4.1.4. Em que instante muda mais rapidamente o módulo da velocidade do projéctil, em s 6,0=t ou em

s 2,1=t ? Justifica.

1.5.1.5.1.5.1.5. Quais as coordenadas do projéctil ao atingir o solo (suposto horizontal)?

2. Uma montanha russa tem um loop vertical de raio 12,0 m (ver figura 1). Os carros andam à volta do loop com uma rapidez constante de 14,0 m/s. Um dos carros transporta um passageiro P de massa 60 kg.

2.1.2.1.2.1.2.1. Traça o diagrama de forças que actua sobre o passageiro P ao passar na posição mais alta do looping.

2.2.2.2.2.2.2.2. Determina a intensidade da resultante das forças que actuam sobre o passageiro: 2.2.1.2.2.1.2.2.1.2.2.1. na direcção normal; 2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2. na direcção tangencial.

2.3.2.3.2.3.2.3. Calcula o módulo da reacção normal que actua sobre o passageiro P na posição mais baixa do looping.

2.4.2.4.2.4.2.4. Qual o valor mínimo que deve ter a velocidade do carrinho para descrever o looping?

2.5.2.5.2.5.2.5. Fundamenta a seguinte afirmação: “Sobre o carro actuam forças não conservativas.”

3. Indique um exemplo do dia-a-dia em que:

A.A.A.A. Não há força de atrito e o corpo está em repouso.

B.B.B.B. Há força de atrito e o corpo está em repouso.

C.C.C.C. Não há força de atrito e o corpo está em movimento.

D.D.D.D. Há força de atrito estático e o corpo está em movimento.

Figura 1Figura 1Figura 1Figura 1

2º Teste de Física – 12º ano A+F – 23/11/2005 Professor: Carlos Portela

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4. Um desporto olímpico de Inverno consiste numa corrida de trenó (“bobsled”), em pista gelada, como se indica na figura 2. Nesta figura consta ainda o diagrama de forças que actua no trenó. Considera-se que a pista tem um perfil circular e que os efeitos do atrito neste desporto são desprezáveis.

4.1.4.1.4.1.4.1. Faz a legenda do diagrama de forças da figura.

4.2.4.2.4.2.4.2. Enquanto o trenó descreve a curva, o ângulo θ não

pode ser nem igual a 0º nem igual a 90º. Porquê?

4.3.4.3.4.3.4.3. Calcula o ângulo θ quando o trenó viaja a 90 km/h e descreve uma curva de raio igual a 12,0 m.

4.4.4.4.4.4.4.4. Por que razão quanto maior for a velocidade do trenó na curva mais alto ele vai (maior o ângulo

θ )?

5. Num trabalho laboratorial pretende-se determinar os coeficientes de atrito estático e cinético entre dois materiais. Fez-se a montagem experimental esquematizada na figura 3. O bloco A é de madeira e está assente

sobre o tampo de uma mesa de madeira. Sobre o bloco A vão sendo colocadas diferentes sobrecargas e de seguida aumenta-se lentamente a massa de B até que o movimento do sistema se torne iminente (as sobrecargas não se movem em relação ao bloco A).

Quando o sistema entra em movimento determina-se o intervalo de tempo necessário para que o bloco A percorra, a partir do repouso, 90 cm. Os dados recolhidos por um grupo

de alunos constam da Tabela 1: Am designa a massa do

conjunto “bloco A + sobrecargas”, Bm designa a massa de

B quando o movimento está iminente e t∆ representa o

intervalo de tempo necessário para que o bloco A percorra 90 cm.

5.1.5.1.5.1.5.1. Em qual dos ensaios a força de atrito estático é maior? Justifica.

5.2.5.2.5.2.5.2. Explica a importância da horizontalidade do fio que puxa o bloco A? (Se o fio não estivesse bem na horizontal que alterações provocaria nos resultados experimentais?)

5.3.5.3.5.3.5.3. Mostra que o coeficiente de atrito estático madeira – madeira é dado pela seguinte expressão:

A

Be

m

m=µ

5.4.5.4.5.4.5.4. Determina o valor mais provável do coeficiente de atrito estático a partir do gráfico de Bm em função de

Am .

5.5.5.5.5.5.5.5. Com os valores obtidos no 1º ensaio ( Am , Bm e t∆ ) calcula o coeficiente de atrito cinético previsto.

Tabela 1Tabela 1Tabela 1Tabela 1

Am

(g)

Bm

(g) t

(s)

1º ensaio 106 57 1.3 2º ensaio 156 85 1.4 3º ensaio 206 106 1.2 4º ensaio 256 140 1.5

A

B Figura Figura Figura Figura 3333

Figura 2Figura 2Figura 2Figura 2

θ