SALESIANOS DO ESTORIL - ESCOLA

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1 SALESIANOS DO ESTORIL - ESCOLA FÍSICA E QUÍMICA A 11º ANO 2015/2016 A.P.S.A. F1 Movimentos: caracterização e representação gráfica 1. Selecione a alternativa correta que completa a frase. Uma partícula em movimento em relação a um dado referencial A - está em movimento em relação a qualquer outro referencial. B - descreve a mesma trajetória em relação a qualquer outro referencial. C - tem, em cada instante, a mesma posição em relação a qualquer outro referencial. D - pode estar em repouso em relação a qualquer outro referencial. 2. A Terra descreve, no seu movimento de translação, uma trajetória elíptica num ano, ocupando o Sol um dos focos. Das seguintes afirmações, indique as verdadeiras (V) e as falsas (F) A - A distância percorrida pela Terra durante o primeiro meio ano é igual à percorrida durante o segundo meio ano. B - O deslocamento da Terra, em relação ao Sol, durante o primeiro meio ano é igual ao do segundo meio ano. C - A distância percorrida pela Terra durante meio ano é igual ao módulo do seu deslocamento em relação ao Sol. D - Durante o ano, a posição da Terra em relação ao Sol varia, mas a distância que os separa é constante. E - A distância percorrida pela Terra durante um ano é igual ao comprimento da trajetória elíptica e o seu deslocamento, em relação ao Sol, é nulo. 3. Na figura registaram-se algumas posições de uma manobra de um carro, cujas posições sequenciais estão indicadas por ordem alfabética. Nela também estão indicados um eixo e uma escala com a menor divisão de 10 m Qual foi a posição inicial do carro? 3.2. Qual foi o deslocamento total do carro? 3.3. O carro moveu-se sempre no mesmo sentido? Justifique. 4. Uma bola é lançada, verticalmente para cima, de uma janela que se encontra a 3,0 m do solo. A bola sobe até atingir uma altura de 5,0 m em relação ao nível de lançamento, inverte o sentido do movimento e desce até ao solo. Para responder aos itens que se seguem, considere o nível de lançamento como origem do referencial e o sentido positivo do movimento o ascendente. Professor Luís F. Gonçalves Departamento de ciências físicas e químicas P á g i n a 1 d e 8

2 4.1. Selecione a opção que contém os termos que devem substituir as letras (a) e (b) respetivamente. As coordenadas da posição da bola ao atingir a altura máxima é (a),e ao atingir o solo é (b). (A) 8,0 m 0 m (B) 5,0 m 0 m (C) 5,0 m 3,0 m (D) 5,0m - 3,0m 4.2. Classifique as afirmações em verdadeiras ou falsas: A. O valor do deslocamento da bola ao atingir a altura máxima é de 5,0 m. B. A distância percorrida pela bola desde o instante em que inicia a queda até ao instante em que passa pelo nível de lançamento é de 10,0 m e o valor do deslocamento é de 5,0 m. C. A distância percorrida pela bola desde o instante de lançamento até ao instante em que, no seu movimento descendente, passa pela origem do referencial é de 10,0 m e o deslocamento é nulo. D. O valor da distância percorrida pela bola no seu movimento descendente até atingir o solo é de 8,0 m e o do deslocamento é de 3,0 m. E. A distância percorrida pela bola durante todo o seu movimento é de 13,0 m e o deslocamento total é de 3,0 m. 5. A figura mostra um carro que se move numa pista circular de raio 500 m, demorando 1,3 minutos entre as posições A e C. O carro não foi desenhado com a mesma escala da pista Quais são as coordenadas das posições A, B e C? 5.2. Represente na figura os deslocamentos de A para B e de A para C Qual é o módulo dos deslocamentos referidos na alínea anterior? 5.4. Determine o espaço percorrido entre a posição A e B e entre a posição A e C Calcule a rapidez média entre as posições A e C. Apresente o resultado em m s -1 e km h Determine o módulo da velocidade média entre as posições A e C. 6. O João brinca com um pequeno carro que se desloca horizontalmente e que descreve uma trajetória retilínea. Fez-se coincidir a trajetória descrita com o eixo dos xx e, como resultado das observações do movimento do carro, construiu-se a tabela seguinte Para os instantes registados na tabela, represente sobre a trajetória descrita pelo carro as posições respetivas Descreva o movimento do carro durante os 6,0 s. Professor Luís F. Gonçalves Departamento de ciências físicas e químicas P á g i n a 2 d e 8

3 6.3. Das seguintes afirmações indique as verdadeiras (V) e as falsas (F). A - Durante os primeiros 2,0 s de movimento o deslocamento do carro é de 0,40 m. B - No intervalo de tempo de 3,0 s a 6,0 s, a distância percorrida pelo carro é de 0,10 m. C - Valor do deslocamento do carro durante os 6,0 s é de 0,50 m. D - A distância percorrida pelo carro durante os 6,0 s de movimento é de 1,10 m. E - O valor do deslocamento do carro durante o último segundo de movimento é de 0,10 m. 7. O Pedro tem uma pista de carrinhos circular, de raio 1,0 m. Em média um carrinho descreve uma volta completa em 8,0 s. Para uma volta completa, determine: 7.1. O deslocamento experimentado pelo carrinho; 7.2. A distância percorrida pelo carrinho; 7.3. A velocidade média do movimento do carrinho; 7.4. A rapidez média do carrinho. 8. Das seguintes afirmações indique quais as verdadeiras (V) e quais as falsas (F). A - O vetor velocidade média apresenta sempre o sentido do vetor deslocamento. B - O vetor deslocamento nulo indica que a partícula esteve em repouso durante o intervalo de tempo correspondente. C - A velocidade instantânea é uma grandeza vetorial que, em cada instante, é tangente à trajetória. D - O módulo da velocidade permite concluir se o movimento é, num dado instante, mais ou menos. rápido. E - Num movimento retilíneo, a rapidez média, num dado intervalo de tempo, é sempre igual ao módulo da velocidade média, no mesmo intervalo de tempo. 9. Na figura mostra-se o gráfico posição-tempo do movimento de uma partícula que descreve uma trajetória retilínea, segundo o eixo dos xx Descreva o movimento da partícula durante os 20,0 s Das seguintes afirmações indique quais as verdadeiras e quais as falsas. A - Durante os primeiros 10,0 s de movimento, a rapidez média da partícula é de 0,80 m.s -1 B - No intervalo de tempo de 0 s a 15,0 s o deslocamento da partícula e a rapidez média são nulos. C - A velocidade média da partícula durante os últimos 10,0 s de movimento é de 0,90 m.s -1 D - Durante todo o movimento a rapidez média da partícula é de 0,25 m.s -1 E - A velocidade média da partícula durante os 20,0 s é igual a 0,25 m.s Trace o gráfico velocidade-tempo que traduz o movimento da partícula durante os 20,0 s Professor Luís F. Gonçalves Departamento de ciências físicas e químicas P á g i n a 3 d e 8

4 10. Para um movimento retilíneo, na horizontal, elaborou-se o gráfico da posição em função do tempo que se apresenta. Classifique como verdadeiras (V) ou falsas (F) as afirmações seguintes. A. A velocidade variou no intervalo de tempo [0; 2] B. 0 movimento deu-se no sentido positivo da trajetória no intervalo de tempo [4; 5] s. C. No intervalo de tempo [2; 3] s o movimento deu-se com velocidade constante. D. 0 movimento foi sempre no sentido positivo. E. A componente escalar da velocidade é negativa no intervalo de tempo [5; 7] s. F. A distância à origem do eixo é máxima no intervalo de tempo [2; 4] s. G. O espaço percorrido no intervalo de tempo [0; 2] s é maior do que no intervalo de tempo [4; 5] H. O módulo da velocidade do carro, no intervalo de tempo [4; 5] s, é maior do que no intervalo de tempo [5; 7] s. 11. Colocou-se um carro de brinquedo em movimento e elaborou-se o gráfico desse movimento. Este gráfico permite localizar o carro no intervalo de 0 s a 13 s Indique qual o tipo de trajetória Em que instantes o carro cruza a origem das posições? Calcule a componente escalar do deslocamento nos seguintes intervalos: [0; 3] s; [3; 5] s; [5; 9] s Qual o sentido do movimento para os intervalos de tempo anteriores? Comente a afirmação: «Entre 0 s e 5 s o deslocamento foi nulo mas existiu movimento» Determine o deslocamento entre 0 s e 12 s e calcule a distância percorrida. Professor Luís F. Gonçalves Departamento de ciências físicas e químicas P á g i n a 4 d e 8

5 12. Na figura está representado o gráfico velocidade-tempo para o movimento de uma esfera que descreve uma trajetória retilínea durante 2,0 s Descreva o movimento da partícula durante os 2,0 s Determine a distância máxima atingida pela partícula em relação à posição inicial (t = 0s) Calcule o deslocamento total da esfera durante os 2,0 s Determine a distância percorrida durante os 2,0 s. 13. Um veículo move-se numa estrada, ao longo de uma reta muito comprida. A sua posição em função do tempo está representada no gráfico Sejam vp, vq e vr os módulos das velocidades do veículo, respetivamente, nos pontos P, Q e R, indicados no gráfico. Selecione a alternativa que ordena corretamente aqueles módulos da velocidade. (A) vq > vp > vr (B) vp > vr > vq (C) vq > vr > vp (D) vq > vr > vp Selecione a alternativa que caracteriza o movimento do veículo. (A) 0 veículo tem um movimento curvilíneo. (B) Antes de atingir o ponto P o veículo movia-se no sentido negativo. (C) Para o intervalo de tempo representado houve duas inversões no sentido do movimento, (D) No ponto P a velocidade anulou-se instantaneamente. 14. Um carro foi telecomandado num troço retilíneo e com um sistema de recolha de dados foi registada a sua velocidade num gráfico. O gráfico mostra 7 s desse registo Descreva como variou a velocidade em função do tempo, indicando em que sentido ocorreu o movimento Determine o deslocamento no sentido positivo Selecione a opção que indica corretamente os valores que devem preencher os espaços da frase «... durante os 7 s o deslocamento total foi para um espaço percorrido de». (A) 4 m...-4 m (B) 10 m...4 m (C) 24 m...-4 m (D) -4 m...24 m Professor Luís F. Gonçalves Departamento de ciências físicas e químicas P á g i n a 5 d e 8

6 15. Os gráficos x(t) da figura referem-se a movimentos de dois comboios A e B em linhas paralelas. Selecione a indicação correta. (A) Em t1 ambos os comboios têm a mesma velocidade. (B) Ambos os comboios se moveram sempre no mesmo sentido. (C) Os comboios nunca têm a mesma velocidade. (D) Ambos os comboios têm a mesma velocidade num instante antes de t Dois carrinhos de brinquedo, Z e W, moveram-se em linha reta com as velocidades variando no tempo como indicado pelo gráfico. Indique qual dos gráficos posição-tempo A, B, C ou D traduz o movimento dos carrinhos. 17. Um avião, para conseguir levantar voo, tem de atingir uma velocidade de 360 km/h em 40 s, partindo do repouso. 0 Enzo Ferrari, construído em 2002 com tecnologias da Fórmula 1, consegue atingir os 162 km/h, partindo do repouso, em apenas 6,6 s. Num teste, o Ferrari, depois de atingir os 162 km/h em 6,6 s, manteve essa velocidade constante Calcule o módulo da aceleração média do Enzo Ferrari dos 0 aos 162 km/h Explique o significado físico do valor obtido para a aceleração média do Ferrari Quanto tempo demora o avião a atingir a velocidade de 162 km/h? Suponha que a aceleração do avião é constante. Professor Luís F. Gonçalves Departamento de ciências físicas e químicas P á g i n a 6 d e 8

7 17.4. Numa corrida entre o Enzo Ferrari e o avião, em que ambos partem do repouso, lado a lado, e aceleram nas condições referidas, ao fim de quanto tempo o avião ultrapassa o Ferrari? Apresente todas as etapas de resolução Qual dos seguintes gráficos poderia traduzir corretamente a velocidade do Ferrari em função do tempo, nos primeiros 6,6 s, se a sua aceleração fosse constante? A experiência mostra que durante os 6,6 s iniciais do movimento do Ferrari a sua aceleração diminui. Qual dos gráficos anteriores está de acordo com este resultado experimental? Selecione a opção correta. 18. O gráfico velocidadetempo ao lado diz respeito ao movimento de um automóvel num trajeto retilíneo. Classifique como verdadeira (V) ou falsa (F) cada uma das afirmações seguintes. (A) A aceleração tem sentido negativo nos primeiros 10 s do movimenta. (B) Entre 15 s e 20 s, a aceleração é constante. (C) O automóvel trava nos primeiros 10 s do seu movimento. (D) Entre 10 s e 15 s, o automóvel está parado. (E) Entre 5 s e 10 s, a velocidade e a aceleração têm ó mesmo sentido. (F) Nos últimos 10 s do movimento, a aceleração diminui no decurso do tempo. (G) A aceleração média entre 5 s e 10 s é -2,0 m s Nos Estados Unidos da América existem as corridas Drag Racer. Nestas corridas, os carros, partindo do repouso, aceleram numa longa reta até passarem a meta. Da análise do movimento de um desses carros conclui-se que a sua posição em relação ao ponto de partida é dada, em unidades SI, pela equação x = 10 t 2. Professor Luís F. Gonçalves Departamento de ciências físicas e químicas P á g i n a 7 d e 8

8 19.1. Elabore o gráfico da posição em função do tempo para os primeiros 7 s A partir do gráfico da posição em função do tempo, calcule o módulo da velocidade a intervalos de 1 s e construa uma tabela com esses valores Elabore o gráfico de dispersão do módulo da velocidade em função do tempo Escreva a equação que traduz o módulo da velocidade em função do tempo, utilizando a regressão adequada. 20. Uma partícula desloca-se no sentido positivo de uma trajetória retilínea, partindo do repouso, com aceleração de valor 1,0 m s -2 durante 4,0 s. No intervalo de tempo de 4,0 s a 6,0 s, desloca-se com movimento retilíneo e uniforme. Durante os últimos 2,0 s de movimento, desloca-se com aceleração constante até atingir o valor da velocidade inicial. O gráfico que traduz a variação da velocidade em função do tempo é (selecione a opção correta): 21. O gráfico abaixo mostra a velocidade como uma função do tempo para um objeto desconhecido que percorre uma trajetória retilínea Descrever o movimento do objeto Traçar os gráficos correspondentes de posição e aceleração em função do tempo, considerando que o corpo parte da posição da origem do referencial considerado. Professor Luís F. Gonçalves Departamento de ciências físicas e químicas P á g i n a 8 d e 8