ESCOLA SECUNDÁRIA DE CASQUILHOS 1.º Teste sumativo de FQA 19. out Versão 1

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1 ESCOLA SECUNDÁRIA DE CASQUILHOS 1.º Teste sumativo de FQA 19. out Versão 1 11.º Ano Turma A Professora: Anjo Albuquerque e Carmen Oliveira Duração da prova: 90 minutos. Este teste é constituído por 8 páginas e termina na palavra FIM Nome: Nº 11 Classificação Professor Encarregado de Educação 1. Leia atentamente o seguinte texto: Os erros presentes no sistema GPS podem conduzir a erros nos resultados. Estes erros podem ser ordenados em erros oriundos dos satélites e dos recetores e erros na propagação do sinal na atmosfera. Os erros devidos ao estado dos relógios dos satélites dizem respeito ao não-sincronismo do relógio do satélite e do utilizador com o tempo GPS. A força gravítica a que os satélites estão sujeitos implicam a monotorização e correção constante da órbita dos satélites. Por outro lado a atmosfera acarreta um desvio na trajetória do sinal emitido do satélite ao utilizador. O sinal GPS sofre a influência de duas camadas da atmosfera, a troposfera e a ionosfera, as quais perturbam a trajetória do sinal. A propagação Terra-Satélite nas micro-ondas está condicionada pela troposfera na medida em que a precipitação, nuvens e nevoeiros e ainda a turbulência troposférica traduzem-se em impactos no sinal recebido. A atenuação do sinal é um problema que ocorre nesta camada da atmosfera. Na ionosfera há a ionização dos gases devido a atividade solar, originando um meio ionizado, o qual provoca atenuação, isto é, atrasos na propagação do sinal. A refração ionosférica depende da frequência do sinal, da localização geográfica e do tempo Indique quais são os principais fenómenos físicos, referidos no texto, que afetam o sinal emitido pelos satélites do sistema GPS e em que camadas da atmosfera ocorrem. Os principais fenómenos físicos referidos no texto são a refração das ondas e a atenuação do sinal. A primeira ocorre na ionosfera e na troposfera e a segunda também Que tipos de erros estão associados ao sistema GPS. No satélite: erros relacionados com a sua órbita e com o atraso dos relógios; Na propagação do sinal: refração troposférica, refração ionosférica, 2. Um satélite transmite um sinal no instante 30005,00 s e o recetor identificou-o no instante 30005,85 s. Selecione a opção que indica a distância a que o satélite se encontra do recetor. (A) 2, km (B) 1, m (C) 2, km (X) (D) 1, m t = 30005, ,00 t = 0,8500 s d = 3, ,8500 d = 2, m d = 2, km 1/8

2 3. Observe a figura seguinte, que mostra as posições que um barco ocupou em cada instante num referencial coincidente com a trajetória que descreve, num intervalo de tempo muito pequeno durante o qual ocorreu uma avaria, e responda às questões Indique um intervalo de tempo em que o corpo se deslocou no sentido positivo da trajetória; [0,1] s o corpo desloca-se no sentido negativo da trajetória. [1,2] s o corpo está parado. [2,6] s o corpo desloca-se no sentido positivo da trajetória. R: [2,6] s 3.2. Determine a rapidez média e o módulo da velocidade média do barco durante os 6 s de movimento Selecione entre os gráficos seguintes o que traduz o movimento do corpo. (Opção A) 2/8

3 4. O gráfico velocidade-tempo da figura seguinte, diz respeito ao movimento de um automóvel num trajeto retilíneo Selecione a opção correta. (Opção D) (A) Durante os primeiros 5s o automóvel desloca-se no sentido negativo da trajetória. (B) Nos últimos 5s do movimento a aceleração do automóvel é constante. (C) O automóvel apenas inverteu o sentido do movimento no instante t = 20 s. (D) No intervalo [5;10]s o movimento do automóvel foi retilíneo uniformemente acelerado Determine o valor do deslocamento efetuado pelo automóvel ao fim de 20 s. (Apresente todas as etapas de resolução) r = A triângulo - A trapésio r = r = - 50 m 4.3. Calcule a rapidez média do corpo durante os 20 s do movimento. d = espaço percorrido = A triângulo + A trapésio d = = 150 m 4.4. Indique o valor da aceleração no instante 2,5 s Em qual dos seguintes esquemas se encontram corretamente representados os vetores velocidade,, e aceleração,, no instante t = 3 s? Assinale-o. (Opção B) 3/8

4 4.6. Selecione a opção que completa corretamente a frase "A força resultante que atua no automóvel é nula no intervalo " (Opção C) (A) [0;5]s. (B) [5;10]s. (C) [10;15]s. (D) [15;20]s. 5. Na Física contemporânea, todos os fenómenos podem ser descritos pelas quatro forças fundamentais. Associe um número da coluna 1 a uma letra da coluna 2 de modo a obter correspondências corretas. Coluna 1 Coluna 2 (A) Pode ser atrativa ou repulsiva. (I) (B) É sempre atrativa e tem alcance ilimitado. (IV) I. Força eletromagnética (C) É responsável pelo decaimento radioativo de certos átomos. (II) II. Força nuclear fraca (D) Mantém os núcleos coesos. (III) III. Força nuclear forte (E) De todas as interações é a que tem menor alcance. (III) IV. Força gravitacional 6. Considere o satélite PoSAT 1, primeiro micro satélite português com apenas 50 kg, cuja distância média à Terra é de 2, km. Considere a massa da Terra igual a 5, kg Faça um esboço da figura seguinte e represente e identifique as forças que constituem o par ação-reação que atua no sistema Terra-satélite. - Força gravítica que a Terra exerce sobre o satélite - Força gravítica que o satélite exerce sobre a Terra 6.2. Calcule a intensidade da força de atração entre a Terra e o satélite. N 6.3. Caracterize a força gravítica que atua no satélite. Direção: radial ou do raio da trajetória do satélite ou da reta que une o centro de massa dos dois corpos. Sentido: do satélite para a Terra. Intensidade: 28,6 N Ponto de aplicação: centro de gravidade do satélite 4/8

5 6.4. Selecione a única opção que permite obter uma afirmação verdadeira. (Opção B) Se a distância entre a Terra e o satélite passasse a ser metade... (A) a intensidade da força gravítica exercida entre eles duplicava. (B) a intensidade da força gravítica exercida entre eles quadruplicava. (C) a intensidade da força gravítica exercida entre eles reduzia para metade. (D) a intensidade da força gravítica exercida entre eles reduzia um quarto. 7. Um aluno arrasta uma caixa de 8,0 kg sobre uma superfície horizontal exercendo uma força constante F de 50 N segundo uma direção que faz um ângulo de 21 com a horizontal. A intensidade da força de atrito que atua sobre a caixa é igual a 30 N. (A) 62 N (B) 33 N (C) 80 N (D) 98 N 7.1. Selecione a opção que corresponde ao módulo da reação normal que atua sobre a caixa. (Opção A) = 50 sin 21º =17,9 N F g = 8,0 10 = 80 N R N + F y - F g = 0 R N + 17,9-80 = 0 R N = 80-17,9 = 62,1 N = 62 N 7.2. Determine o módulo da aceleração da caixa. F x - F a = m a 50 cos 21º - 30 = 8,0 a = 2,1 ms Um corpo de massa 2 kg sobe um plano inclinado sujeito a uma força constante de 20 N e a uma força de atrito cuja intensidade é 25% da reação normal. 50º 40º 40º 40º Selecione a opção que completa corretamente a seguinte afirmação: "A intensidade da força de atrito é dada pela expressão (Opção D) F a = 0,25 R N F a = 0,25 mg cos 40º (A) F a = 0,25 m g sen 40º (B) F a = 0,25 m g (C) F a = 25 m g Fg N = mg cos 40º (D) F a = 0,25 m g cos 40º 5/8

6 1. Alguns parques de diversões têm uma atração em forma de V que dispõe de um carrinho onde os passageiros, firmemente amarrados, sobem até um dos topos do V para depois serem largados. A figura ilustra uma dessas atrações. Considere que o carrinho parte do repouso em A. Considere também desprezáveis as forças dissipativas no percurso de A a C 9.1. Selecione, das seguintes opções, a que traduz a relação entre a energia potencial gravítica do carrinho nas posições A e B. (Opção C) (A) (B) (C) (D) E E E E pga pga pga pga 7 E 8 8 E 8 E 7 7 E pgb pgb pgb pgb = = 9.2. Suponha que o carrinho parte de uma altura de 6,0 metros, determine a velocidade com que o carrinho atinge o ponto B. E ma = E mb E ca + E pa = E cb + E pb + mgh A = + mgh B = = = 3,9 ms -1 6/8

7 2. Para estudar experimentalmente as leis de Newton, no laboratório fez-se a montagem representada na figura. Usou-se um sensor de movimento, um carrinho com rodas de baixo atrito, uma roldana muito leve, com atrito desprezável, e um fio também de massa desprezável. Suspendeu-se um bloco, de massa 761,2 g, ligado pelo fio ao carrinho na horizontal, e quando se largou o bloco ambos se moveram. A massa do carrinho era de 501,5 g. Após recolha de dados do movimento do carrinho, elaborou-se o gráfico que a seguir se apresenta Selecione a única alternativa que inclui o instante em que o bloco B embate no solo. (Opção B) (A) [0,20; 0,30] s (B) [0,75; 0,80] s (C) [0,80; 1,20] s (D) [1,20; 1,60] s Porque quando embate no solo o carrinho deixa de estar atuado por forças segundo o eixo dos xx porque a tensão do fio deixa de existir. Isso acontece um pouco antes do instante t = 0,8 s Calcule o módulo da força resultante sobre o carrinho quando ele está acelerado. Apresente todas as etapas de resolução. F r = m a = F r = m a F r = 0,5015 5,8 = 2,91 N 7/8

8 10.3. Considerando o intervalo de tempo enquanto o bloco ainda não tocou no solo selecione a alternativa que se verifica para esse intervalo de tempo. (Opção A) (A) A força que o fio faz sobre o bloco é menor do que o seu peso. (B) A força que o fio faz sobre o bloco é igual ao seu peso. (C) A força que o fio faz sobre o bloco é maior do que o seu peso. (D) A força que o fio faz sobre o carro tem um valor igual ao do peso do corpo em queda Justifique por que motivo se teve o cuidado de utilizar um fio com um comprimento que permitisse ao bloco B embater no solo antes de o carrinho C chegar ao fim da superfície horizontal, sobre a qual se movia. O fio tem que ter um comprimento que permita mostrar que na presença de uma força constante (tensão do fio) o corpo se desloca com movimento retilíneo uniformemente variado. Porém o objetivo da experiência era o de mostrar a lei da inércia, isto é, mostrar que quando o bloco B bate no solo (a tensão do fio deixa de atuar no carrinho) o carrinho continua a deslocar-se com movimento retilíneo uniforme. Por isso o comprimento do fio deve ser tal que permita que o carrinho se desloque sobre a mesa (na ausência da tensão do fio) durante um pequenino intervalo de tempo Determine a altura inicial, h, do bloco ao chão. Apresente todas as etapas de resolução. A altura h é exatamente igual à distância percorrida pelo carrinho com movimento retilíneo uniformemente acelerado. A distância percorrida pelo carrinho com m.r.u.a é igual à área do triângulo ( S) representada na figura. = 0,88 m FIM Questões Cotação Questões Cotação /8