ENSINO SECUNDÁRIO. PONTO 3713 Págs. ANO DE ESCOLARIDADE - VIA DE ENSINO (1.' e 5.' CURSOS) PROVA ESCRITA DE F~SICA

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1 PONTO 3713 Págs. 12.' ENSNO SECUNDÁRO ANO DE ESCOLARDADE - VA DE ENSNO (1.' e 5.' CURSOS) Duraqão da prova: lh e 30min " FASE 2." CHAMADA PROVA ESCRTA DE F~SCA g=~oms-~ ; sen18"=0,31 ; cos18o=0,95 sen 37" = cos 53" = 0,6 ; cos 37" = sen 53" = 0,8 ; R = 8,31 J. mol-'. K-' 1. Uma pequena esfera de massa 0,2 kg está suspensa de B um ponto O por um fio inextensivel de comprimento 1--, 1,O m e massa desprezável. O pêndulo assim constituído é L \ afastado da vertical de um ângulo de 18". A esfera é + \ lançada dessa posição com uma velocidade, v,, tangente \ a circunferência de centro O e dirigida para baixo. Suponha desprezáveis o atrito e a resistência do ar. Calcule: 1.l. a energia potencial do sistema pêndulo - Terra, quando O se encontra na posição A ; ' A Fig. 1 / / 1.2. o valor mínimo da velocidade, para que a esfera execute uma volta completa em torno do ponto O, sem que o fio deixe de ficar esticado. 2. O sistema representado na figura 2 é constituído por dois corpos A e 6 de massas 4,O kg e 3,2 kg, respectivamente, ligados por um fio ideal que passa, sem deslizar, na gola da roldana de raio 10 cm. O coeficiente de atrito cinético entre o corpo A e a superfície é de 0,6 e o valor da tensão do fio (1) é 25 N. Calcule: 2.1. o valor da aceleração do sistema; 2.2. o valor da tensão do fio (2) ; 2.3. o momento de inércia da roldana. Fig. 2 V.S.F.F. 3711

2 A barra homogénea e horizontal C, de peso 5,O N, encontra-se em equilíbrio nas condições da figura 3. A esfera A, maciça, de volume igual a 0,s dm3 e massa volúmica 8. g cm-3, está totalmente imersa em água. Despreze a massa e o volume dos fios que sustentam os corpos. ( = 1,O g. cm-3 ) Faça um esquema da barra C- e represente todas as forças que nela estão aplicadas. Determine o valor da força de impulsão que actua sobre a esfera A. Calcule a massa do corpo B. Fig A figura 4 representa uma onda sinusoidal, progressiva, que se propaga para a direita numa corda sob tensão. A curva a cheio representa a configuração da corda no instante t = 0.0 s : a curva a tracejado a configuração no ins- 8xlo-2 -- tante t= 0,10 s Classifique as afirmações seguintes - 8x10-2 como verdadeiras ou como falsas, corrigindo estas últimas: o 20 Fig. 4 b x/m A. a corda vibra com uma amplitude A = 16 cm. 6. O comprimento de onda é A = 10 m C. O valor da velocidade de propagação desta onda é v = 4,O m. s- '. D. A frequência da vibração é 0,40 Hz 4.2. Escreva a equação de onda correspondente a partícula que se erlcontra a distância - = 20 m da origem, para o instante genérico t.

3 5. Duas partículas (1) e (2), com a mesma carga q, penetram numa região do espaço onde existe um campo magnético uniforme $. Sob a acção de 3, as partículas passam a descrever trajectórias circulares, de raios respectivamente rl = 4,O m e r2 = 0,8 m. O valor do momento linear da partícula (1 ) é 1.28 x 10- l8 kg. m. s- ' Mostre que, nestas condições, o valor do momento linear, p, de qualquer das partículas, verifica a seguinte relação: 5.2. Calcule o valor do momento linear da partícula p Se as massas das partículas (1) e (2) forem respectivamente m e 2 m, estabeleça a relação entre os valores das velocidades angulares destas partículas. 6. A massa 3,2 g de um gás ideal ocupa o volume de 4,O dm3, quando a pressão é 1,O atm e a temperatura 47 "C. Calcule: 6.1. A quantidade de gás (mole) presente na amostra A massa volúmica do gás a temperatura de 300 K e a pressão de 4,O atm.

4 ENSNO SECUNDÁRO 12.' ANO DE ESCOLARDADE - VA DE ENSNO (1.O e 5.' CURSOS) PONTO 371Cl4 Págs. Duração da prova: h e 30min " FASE 2.a CHAMADA PROVA ESCRTA DE FsCA 1. A sequência de resolução apresentada para cada questão, nas páginas seguintes, deve ser interpretada como correspondendo a uma das resoluções possíveis. Deverá ser atribuída a mesma cotação se, em alternativa, for apresentada outra resolução igualmente correcta. 2. Se a resolução de uma alínea apresenta erro exclusivamente imputável a resolução de uma alínea anterior, devera atribuir-se, a alínea em questão, a cotação integral. 3. As cotações parcelares só deverão ser tomadas em consideração, quando a resolução não estiver totalmente correcta. 4. A ausência de unidades ou a indicação de unidades incorrectas, relativamente a grandeza em questão, no resultado final, terá a penalização de um ponto. Não devera haver penalização, como é óbvio, caso o aluno indique unidades equivalentes as da resolução proposta. V.S.F.F. 37/C/1

5 1. (20 pontos) 1.i pontos Ep = mgl (1 - cos 8)... 4 pontos Cálculo da energia potencial (Ep = 0,l J)... 4 pontos Cálculo do valor da velocidade crítica em B (vb = )... Cálculo da energia mecânica em B, Ep,, ( + Ec (B, = 5 J... 4 pontos Cálculo da energia cinética em A, E, (A) = 4,9 J... 4 pontos 1 Cálculo do valor da velocidade, v. = 7 m. s-,... O 4 2. (4) Cálculo do valor de R,, = 25 N... 8 pontos Cálculo do valor de F, = 15 N... Cálculo do valor de a = 1,25 m. s pontos Cálculo de T 2-28 N 10 pontos a pontos +, = i... a = a / r Cálculo de a = 12,5 rad. se2... Cálculo de = 2,4 x 10 - kg. rn2 8 pontos A TRANSPORTAR... 6

6 TRANSPORTE (40 pontos) Representação das 4 forças pontos 10 pontos = pt g V,... Cálculo do valor da impulsão, = 5 N... 8 pontos Cálculo do valor de Fg (A) = 40 N Fg + + Tc = O... 2 Cálculo de Tc = 35 N E A? = O... Cálculo de To = 10 N... 1 Determinação da massa mb = 1,O kg (34 pontos) pontos A - Falsa... A = 8 x 10-* m... B - Verdadeira... C - Falsa... V = 25 m. S-'... D - Falsa... f = 2,s HZ... 4 pontos pontos 3 Fase inicial, cpo = K... 3 pontos 3 y=8~10-~sen[2~(25t-2)+~n](m)... 7pontos A TRANSPORTAR pontos V.S.F.F. 37lCl3

7 TRANSPORTE pontos 5. (3) pontos Reconhecer que q ; x f? =... 4 pontos Estabelecimento de p = q B r... Cálculo de p2 = 2,1 x 10- l9 kg. m. s- ' pontos... 1 Estabelecimento da relação ' " 1 "1 - '1... "'2 "2 2 ' Relação das velocidades angulares, U, = 2 u (28 pontos) pontos Estabelecimento da equação dos gases ideais... v T Relação pontos "1 T Cálculo do volume (PTN). V = 3,4 dm3... Cálculo da quantidade de gás, n = 0,15 mo pontos Cálculo do volume nas condições pedidas, V = 0,94 dm pontos Cálculo da massa volúmica, p = 3,4 g. dm-... TOTAL pontos