Teste 1 Duração: 90 a 100 min NOME __ ___________________________________________________ Turma ___________ Número _________
Nos itens de escolha múltipla escreva a letra da única opção que permite obter uma afirmação correta ou responder corretamente à questão colocada. Nos itens de construção que envolvam cálculos numéricos é obrigatório apresentar todas as etapas de resolução. Junto de cada item, entre parênteses, apresenta-se a respetiva pontuação.
GRUPO I Observe a figura: sob a ação das forças F 1 e F 2 , um bloco desloca-se da esquerda para a direita. ⃗
⃗
1. (12p) De todas as forças que atuam sobre o bloco, indique, justificando, que forças não realizam
trabalho quando o bloco se desloca. 2. (12p) Qual é a força conservativa que atua sobre o bloco? Como se caracteriza uma força
conservativa? 3. (8p) Qual das expressões seguintes permite calcular o trabalho realizado pela força F 2 , se d for o ⃗
deslocamento do bloco? (A) F 2 d cos cos 60° (B) F 2 d cos cos 58° (C) F 2 d cos cos [180° − (60° + 58°)] (D) F 2 d cos cos (60° + 58°) 4. (8p) O gráfico seguinte representa a variação de energia cinética do bloco,
função do trabalho da resultante das forças que atuam sobre ele, W . Indique o valor do declive da reta.
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E c , em
1
GRUPO II A figura seguinte representa o movimento de um corpo de 2,0 kg, considerado redutível a uma partícula, que ocupa sucessivamente as posições A, B, C e D. Inicialmente o corpo move-se sobre uma rampa, passando na posição A com uma certa velocidade. Ao atingir a posição B, o módulo da sua velocidade é 11,0 m s −1 e, na posição C, o valor reduz-se para 8,4 m s−1. O bloco volta a subir outra rampa, acabando por parar na posição D. Nos trajetos AB e CD são desprezáveis as forças dissipativas. A distância entre B e C é 5,0 m.
1. (8p) O trabalho realizado pelo peso do corpo nos trajetos AB, BC e CD é, respetivamente, (A) resistente, nulo e potente. (B) potente, nulo e resistente. (C) potente, resistente e resistente. (D) potente, resistente e nulo. 2. (8p) Qual dos gráficos poderá traduzir a energia mecânica do sistema corpo + Terra, E m, em
função da distância percorrida pelo corpo, d , no trajeto de A até D?
2
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3. Considere o trajeto AB do corpo sobre a primeira rampa. 3.1 (12p) Indique o valor do trabalho realizado pelo peso do corpo nesse trajeto. 3.2 (8p) Supondo como nível de referência para a energia potencial gravítica nula o plano BC,
qual dos seguintes gráficos poderá traduzir a energia potencial gravítica do sistema corpo + Terra, E p , em função da altura h do corpo sobre a rampa?
3.3 (14p) Determine o módulo da velocidade do corpo na posição A.
Apresente todas as etapas de resolução. 3.4 (8p) No trajeto AB, a variação de energia cinética do corpo é igual (A) à variação de energia mecânica do sistema corpo + Terra. (B) ao simétrico da variação de energia mecânica do sistema corpo + Terra. (C) à variação de energia potencial gravítica do sistema corpo + Terra. (D) ao simétrico da variação de energia potencial gravítica do sistema corpo + Terra. 3.5 (8p) No trajeto AB, se o corpo tivesse metade da massa chegaria a B com (A) a mesma velocidade e a mesma energia cinética. (B) metade da velocidade e metade da energia cinética. (C) a mesma velocidade e metade da energia cinética. (D) metade da velocidade e a mesma energia cinética. 4. (15p) Determine a intensidade da força de atrito média que atua sobre o corpo no trajeto BC.
Apresente todas as etapas de resolução. 5. (15p) Determine a distância percorrida pelo corpo no trajeto CD, até parar.
Apresente todas as etapas de resolução.
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GRUPO III 1. Um grupo de alunos abandonou um carrinho no cimo de uma rampa com o objetivo de medir a
energia cinética do carrinho ao atingir a base dessa rampa. Para medir a velocidade na base da rampa os alunos colocaram um pino de 1,00 cm de diâmetro no carrinho, o qual passava por uma célula fotoelétrica ligada a um cronómetro e colocada nessa posição. O cronómetro indicava o tempo de passagem do pino pela célula fotoelétrica. O carrinho foi abandonado três vezes no cimo da rampa, obtendo-se as seguintes medições no cronómetro: t
/ ms
13,2
12,5
12,7
Com uma balança digital os alunos obtiveram a massa do carrinho: 205,2 g. 1.1 (10p) Indique o intervalo de valores em que se encontra a medida da massa do carrinho. 1.2 (15p) Apresente o resultado da medida do tempo, com a respetiva incerteza absoluta, na
unidade SI. Apresente todas as etapas de resolução. 1.3 (15p) Determine a energia cinética do carrinho ao atingir a base da rampa.
Apresente todas as etapas de resolução. 2. Dois alunos investigaram a relação entre
as alturas de queda de uma bola, h, e as respetivas alturas de ressalto, h’. Para tal, deixaram cair bolas iguais, A e B, de massa m, sobre diferentes superfícies. Com os dados experimentais obtidos construíram o gráfico representado ao lado. É desprezável a resistência do ar. 2.1 (8p) Considere a mesma altura de queda para as duas bolas. Indique qual das seguintes
afirmações é correta. (A) A bola A ressaltou a uma maior altura pois atingiu a superfície com maior velocidade. (B) As duas bolas atingiram as respetivas superfícies com a mesma velocidade, tendo a bola B
ressaltado com maior velocidade. (C) As duas bolas atingiram as respetivas superfícies com a mesma velocidade, sendo maior
a variação de energia mecânica na colisão no caso da bola A. (D) As duas bolas atingiram as respetivas superfícies com a mesma velocidade, sendo maior
a elasticidade dos materiais em colisão (bola e superfície) no caso da bola A. 2.2 (16p) A bola A é deixada cair de uma altura de 1,20 m. Indique qual foi a altura de ressalto e
determine a percentagem de energia dissipada na colisão da bola com a superfície. Apresente todas as etapas de resolução.
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