ESCOLA SECUNDÁRIA DE CASQUILHOS Ficha Formativa de FQA 8. maio. 2018

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Otávio Madeira Antunes
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ESCOLA SECUNDÁRIA DE CASQUILHOS Ficha Formativa de FQA 8. maio. 2018 10º Ano Turma A e B Duração da prova: 90 minutos.

corretamente à questão colocada. Nos itens de construção que envolvam cálculos numéricos é obrigatório apresentar todas as etapas de resolução.

O elevador, inicialmente em repouso, cai livremente a partir da posição A, situada a uma altura h em relação ao solo, até à posição B.

1 ESCOLA SECUNDÁRIA DE CASQUILHOS Ficha Formativa de FQA 8. maio º Ano Turma A e B Duração da prova: 90 minutos. Esta ficha é constituída por 4 páginas e termina na palavra FIM Nome: Nº 11 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. Grupo I A figura representa uma torre de queda livre que dispõe de um elevador, E, onde os passageiros se sentam, firmemente amarrados. O elevador, inicialmente em repouso, cai livremente a partir da posição A, situada a uma altura h em relação ao solo, até à posição B. Quando atinge a posição B, passa também a ser atuado por uma força de travagem constante, chegando ao solo com velocidade nula. Considere desprezáveis a resistência do ar e todos os atritos entre a posição A e o solo. 1. Selecione a opção que compara corretamente o valor da energia potencial gravítica do sistema elevador/ passageiros + Terra na posição B, Ep B, com o valor da energia potencial gravítica desse sistema na posição A, Ep A. (A) (B) (C) (D) Ep A = mgh A Ep B = mgh B Comparando as expressões (1 ) e (2) vemos que a Ep B = Ep Ep A A = mgh (1) mgh (2) R: Opção A 1

2 2. Selecione o gráfico que traduz a relação entre a energia mecânica, E m, e a altura em relação ao solo, h, do conjunto elevador/passageiros, durante o seu movimento de queda entre as posições A e B. R: Opção D 3. Selecione a opção que completa corretamente a frase seguinte. O trabalho realizado pela força gravítica que atua no conjunto elevador/passageiros, durante o seu movimento de queda entre as posições A e B, é... (A)... negativo e igual à variação da energia potencial gravítica do sistema (B)... positivo e igual à variação da energia potencial gravítica do sistema (C)... negativo e simétrico da variação da energia potencial gravítica do sistema (D)... positivo e simétrico da variação da energia potencial gravítica do sistema R: Opção D 4. Determine o valor da força de travagem exercida sobre o sistema, elevador/passageiros + Terra, considerando que a massa destes é de 3800 Kg e a torre tem uma altura de 210 m. Em A = Em B mgh A + m = mgh B + m = 2gh A - 2 gh B = 2 10 h h = 2 10 h = = 2800 (ms -1 ) 2 W Fr = EC Fr r cos(180) = 0 - m Fr 210 (-1) = Fr = N FR = FT - Fg FT = FR + Fg FT = = 1, N 2

3 5. Considere um automóvel que, devido a uma falha no sistema de travagem, entra numa escapatória com uma velocidade de módulo 25,0 m s 1. Admita que a massa do conjunto automóvel + ocupantes é 1, kg. A figura seguinte representa o percurso do automóvel na escapatória, imobilizando-se o mesmo a uma altura de 4,8 m em relação à base da rampa, após ter percorrido 53,1 m. A figura não está à escala. Calcule a intensidade da componente paralela à rampa da resultante das forças não conservativas que atuam sobre o automóvel, no percurso considerado. Admita que essas forças se mantêm constantes e que a sua resultante tem sentido contrário ao do movimento. Apresente todas as etapas de resolução. WFnc = Em Fnc r cos(180) = Ec + Ep Fnc r cos(180) = 0 - m + mgh - 0 Fnc 53,1 (-1) = 0-1, (25,0) 2 + 1, ,8 Fnc = = 6, N Grupo II Observe o gráfico seguinte, que mostra a variação de energia cinética (E c ) em função do quadrado da velocidade (v 2 ), para dois corpos A e B. v 2 /(m/s) 2 1. Qual é o significado físico do declive das retas representadas? Os declives das retas representadas correspondem, respetivamente, a metade da massa do corpo A e a metade da massa do corpo B. 2. Conclua, justificando, qual dos corpos tem maior massa. O corpo que tem maior massa é o corpo A pois o declive da reta A é maior que o declive da reta B. 3. Determine o valor da energia cinética adquirida pelo corpo A, quando este se movimenta com a velocidade de 14 m/s. = declive E C = = 196 J 3

Grupo III Três condutores filiformes puramente resistivos, A, B e C, são ligados a um gerador. O seu comportamento, a temperatura constante, é descrito pelo gráfico à direita. 1.

4 Grupo III Três condutores filiformes puramente resistivos, A, B e C, são ligados a um gerador. O seu comportamento, a temperatura constante, é descrito pelo gráfico à direita. 1. Fundamente a seguinte afirmação: «Os condutores A, B e C têm resistência constante.» A afirmação é verdadeira porque a razão entre as grandezas físicas U e I é constante e igual à resistência elétrica dos condutores. 2. Qual dos condutores representados apresenta maior valor de reistencia? O condutor C. (Pois o declive reta I = f (U) =. Quanto maior for o declive menor é a reistencia). 3. Sendo os condutores A e B feitos do mesmo material e do mesmo comprimento, podemos concluir que as áreas das suas secções de reta, e, respetivamente, estão relacionados pela seguinte relação: Opção A (A) (B) (C) (D) = 2 4. Liga-se o condutor C a um gerador ideal cuja força eletromotriz é 10 V. Determine a energia fornecida pelo gerador ao fim de 15 minutos. P = I E = I t E = = 900 J 5. Selecione a alternativa com a sequência de termos que completam corretamente a frase: A resistência de um fio condutor é tanto menor quanto for o comprimento e a área da sua secção reta. Opção C (A) maior maior (C) menor maior (B) maior menor (D) menor menor 6. Um condutor puramente resistivo de 15, é percorrido por uma corrente elétrica de 3,0 A durante 3 minutos. I. Calcule o valor da potência do condutor. U = 15 3,0 = 45 V P = U I P = 45 3,0 = 135 W 4

5 II. III. Qual é a energia elétrica dissipada pelo condutor para a vizinhança, nos 3 minutos em que é percorrido por corrente elétrica? P = R I 2 P = 15 3,0 2 = 135 W (nota: a potencia dissipada é igual à potencia fornecida pois trata-se de um condutor perfeitamente resistivo) Grupo IV Observe o esquema do circuito elétrico representado em que o amperímetro marca 200 ma. O gerador do circuito tem uma força eletromotriz de 4,5 V. I 1 I 2 1. Identifique o tipo de associação da resistência de 4,5 com o conjunto das duas resistências de 3,0 e de 6,0. A resistência de 4,5 está associada em série com o conjunto das duas resistências referidas. I 3 2. Relacione, justificando, as correntes elétricas que atravessam as resistências de 3,0 e de 6,0. R: I 2 é o dobro de I 3 pois as resistências de 3,0 e de 6,0 estão associadas em paralelo. 3. A corrente elétrica que atravessa a resistência de 4,5 é: (A) 0,150 A. (B) 0,200 A. (C) 0,300 A. (D) 0,600 A. 4. Determine a resistência interna do gerador. 0, 2,7 V U = - R i I 3,9 = 4,5 - R i 0,6 R i =1,0 Grupo V Uma cafeteira com leite, à temperatura ambiente de 15 C, é aquecida na chama do bico de um fogão. 1. Explique o mecanismo que permite que todo o leite do recipiente seja aquecido, e não apenas a parte em contacto com o fundo da cafeteira. 5

6 As partículas de fluido mais próximas do fundo da cafeteira aquecem tornando-se menos densa pelo que sobem no interior do fluido. Durante a ascensão vão contactando com as partículas de fluido (mais frio) transferindo energia para elas (arrefecendo) tornando-se novamente mais densas e voltam a mergulhar no fluido. Geram-se assim correntes de convecção ascendentes e descendentes no interior do fluido. Este mecanismo volta a repetir-se terminando apenas quando todo o fluido estiver à mesma temperatura, isto é em equilíbrio térmico. 2. A transferência de energia da chama para a cafeteira ocorre, fundamentalmente: Opção B (A) como calor por condução. (C) como calor por convecção. (B) como calor por radiação. (D) como trabalho. 3. Se o leite sofrer um aumento de temperatura de 30 C, Indique: 3.1. O valor correspondente em kelvin. t f = t i + t t f = = 45 t f = ,15 = 318,15 K 3.2. Essa variação de temperatura expressa em kelvin. T = t = 30 K 4. Para aquecer 250 ml de leite foi necessário transferir uma energia, como calor, de 5,2 kcal. Determine a energia transferida para o leite na unidade SI. Considere 1 caloria = 4,184 J = 1,163 kw h. E = 5, ,184 = 2, J 5. Um eletrodoméstico A tem indicado 300 W, 230 V e outro eletrodoméstico B tem indicado 1200 W, 230 V. Selecione a opção correta Opção B (A) O eletrodoméstico que tem maior potência tem maior resistência. (B) O eletrodoméstico que tem maior potência tem menor resistência. (C) Os dois eletrodomésticos têm igual resistência. (D) Os dois eletrodomésticos, como são submetidos à mesma tensão, dissipam a mesma energia. FIM 6

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