EXAME NACIONAL DO ENSINO SECUNDÁRIO

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1 EXAME NACIONAL DO ENSINO SECUNDÁRIO 12.O Ano de Escolaridade - Via de Ensino (1.O e 5.O cursos) PROVA Págs. Duração da prova: 120 minutos " FASE PROVA ESCRITA DE F~SICA Utilize para o módulo da aceleração da gravidade g = 10 m s-2 I Apresente todos os cálculos que efectuar. I 1. A figura 1 representa a trajectória de um projéctil, de massa 200 g, lançado a partir do solo com velocidade &, em relação ao sistema de eixos xoy. No instante t = 0,60s, o projéctil atinge a posição assinalada pela letra A, de coordenadas (1,80 ; 0,60) m. Despreze o efeito da resistência do ar. Fig Calcule o valor da energia mecânica do projéctil em relação ao solo. Considere nula a energia potencial gravitica ao nível do solo Determine a velocidade do projéctil no instante em que atinge a posição assinalada pela letra A Passe a figura 1 para a sua folha de respostas e trace as componentes e e, de um vector que possa representar a velocidade do projéctil na posição assinalada pela letra A Calcule o intervalo de tempo, a partir do instante do lançamento, que o projéctil demora a atingir a posição assinalada pela letra B. V.S.F.F

2 2. Duas particulas, P e Q, de massas rnp = 3,O kg e ma = 1,O kg, encontram-se em repouso nas posições indicadas na figura 2, relativamente ao sistema de eixos xoy. Considere o sistema constituído pela partícula P e pela partícula Q. Fig Calcule os valores das coordenadas de posição do centro de massa do sistema. I> 2.2. Posteriormente, aplica-se na partícula P a força F = 2,O 2, (N). Ao fim de 2,O s de actuação da força: determine a aceleração do centro de massa do sistema; calcule as coordenadas do centro de massa do sistema; Se não resolveu , considere 0,4 m s2 o módulo da aceleração do centro de massa do sistema determine a velocidade do centro de massa do sistema. Se não resolveu , considere 0,4 m s-~ o módulo da aceleração do centro de massa do sistema. 3. Um corpo C, maciço e homogéneo, de massa 30 g, feito de uma substância de massa volumica 0,6 x 1 O3 kg m-3 encontra-se preso ao fundo de um recipiente por um fio inextensível de massa desprezível. O recipiente contém óleo, de massa volúmica 0,9 x lo3 kg m-3 (figura 3) Desenhe, na sua folha de respostas, o diagrama das forças que actuam no corpo C Calcule o módulo: Fig da impulsão que o óleo exerce sobre o corpo C; da tensão exercida pelo fio no corpo. Se não resolveu , considere 0,35 N o módulo da impulsão Num dado instante, o fio desprende-se e o corpo C sobe até atingir uma nova posição de equilíbrio, ficando parcialmente imerso no óleo. Calcule o valor do volume do corpo C que permanece imerso no óleo.

3 4. Uma onda plana, de frequência 0,50 Hz, amplitude 5,O cm e comprimento de onda 60 cm, propaga- -se, num meio elástico e homogéneo, no sentido positivo do eixo Ox. Considere como origem dos tempos o instante em que a partícula do meio elástico, em contacto com a fonte da perturbação, se encontra na posição de elongação máxima negativa Calcule o módulo da velocidade de propagação da onda 4.2. Escreva a equação de onda, referente a onda descrita. Considere a posição de contacto da particula com o centro do abalo como origem das posições Calcule, para uma partícula desse meio elástico, o valor máximo do módulo da sua aceleração Numa região onde existe um campo eléctrico uniforme E = Eu, (E > O), penetra um feixe de protões, de carga eléctrica q com velocidade V= v 2 (V > 0). Considere desprezáveis as interacções gravitacionais Determine, em função de E e v, o campo magnético mínimo B que se deve aplicar nessa região para que o feixe de protões não sofra desvio Posteriormente, deixa de actuar o campo magnético B. Justifique a seguinte afirmação verdadeira: «Um protão adquire um movimento que é a sobreposição de um movimento uniforme, de velocidade, ; segundo o eixo 01, com um movimento uniformemente acelerado segundo o eixo 0y.n 6. Um reservatório rígido, com capacidade de 12,O dm3, contém helio (He) a temperatura de 31 'C e a pressão de 4,O x lo5 Pa. O reservatório contém uma válvula de segurança que deixa sair gás caso a pressão, no seu interior, atinja um determinado valor. Eleva-se a temperatura do reservatório para 105 'C, temperatura acima da qual a válvula deixa escapar gás. Considere desprezável a dilatação do reservatório e que o hélio se comporta como um gás ideal. R (constante molar dos gases ideais) = 8,31 J mol-i K-I Calcule: 6.1. a pressão máxima do gás no interior do reservatório, sem que se verifique escape de gás; 6.2. a quantidade química (número de moles) de hélio contida no reservatório. FIM V.S.F.F

4 pontos pontos pontos pontos pontos pontos pontos pontos pontos I pontos pontos pontos pontos pontos pontos pontos pontos 30 pontos pontos pontos pontos pontos 30 pontos TOTAL pontos

5 EXAME NACIONAL DO ENSINO SECUNDÁRIO 12.O Ano de Escolaridade - Via de Ensino (1.' e 5.' cursos) PROVA 215/C/5 Págs. Duração da prova: 120 minutos a BASE PROVA ESCRITA DE F~SICA pontos... 8 pontos... 6 pontos... 5 pontos pontos pontos pontos pontos pontos... 3 pontos 24 pontos pontos pontos... 8 pontos... 8 pontos pontos pontos - 30 pontos pontos pontos pontos pontos 30 pontos TOTAL pontos V.S.F.F.

6 critérios Gerais A sequência de resolução apresentada para cada item deve ser interpretada como uma das sequências possíveis. Deverá ser atribuída a mesma cotação se, em alternativa, for apresentada outra igualmente correcta. As cotações parcelares só deverão ser tomadas em consideração quando a resolução não estiver totalmente correcta. Se a resolução de um item apresentar erro exclusivamente imputável a resolução do item anterior, deverá atribuir-se, ao item em questão, a cotação integral. A ausência de unidades ou a indicação de unidades incorrectas, no resultado final, terá a penalizaçao de um ponto. A penalização por erros de cálculo está indicada nas cotações parcelares Critérios Específicos 1. () pontos,Y = v, t... 2 pontos 1 2 y = v,,. t - - g t... 2 pontos 2 Substituição e cálculo de v,, e v,... (1 + 3)... 4 pontos d n v, = v,, + V,... 1 ponto Cálculo de v,... 1 ponto E, = E, + E,... 2 pontos I 2 No ponto de lançamento, E, = - m v pontos 2 Substituição e cálculo de E, = 2,5 J... (1 + I )... 2 pontos pontos vx=vo, e v,=vo,,-gt )... 4 pontos Substituição e determinação I, -> + de v = 3,O u, - 2,O u, (m s-')...(2 + 2) pontos pontos 'I pontos J) = O m... 3 pontos Substituição e cálculo de t = 0,80 s... I + I)... 2 pontos A transportar C12

7 Transporte... V t = pontos g t = t, + td... 1 ponto Cálculo de t = 0,80 s... 2 pontos OU 2. () pontos.rcm = 0,O m... 2 pontos Y P ~ + P Y Q ~ Q?'CM =... 2 pontos mp + m~ Valores de yp e y~... 2 pontos Substituição e calculo de ycm = 1,O m...(2 + 2)... 4 pontos pontos... 5 pontos I> + F = m,,,, acm... 3 pontos + + Determinação de acm = 0,50 u, (m s2)... 2 pontos pontos 1 2.r = xo + v,, t + - a, t... 2 pontos 2 vov - ver = O m s-'... 2 pontos Substituição e cálculo de.ycm = 1,O m... 3 pontos,v = yo + v,, t... 2 pontos y c ~ = 1,O m... 1 ponto pontos v, = a, t... 3 pontos v,, = O m s-'... 3 pontos Substituição e determinação de = 1,O ;;), (m s-') 4 pontos 3. () 3.1. Marcação de três forças... 3 pontos pontos pontos I = pt g Vi... 4 pontos V, = V... 2 pontos v= E p,... 3 pontos Cálculo de V. 2 pontos Substituição e cálculo de I =4,5 x 1 O-' N... (2+2) 4 pontos A transportar pontos V.S.F.F.

8 Transporte pontos pontos F, + T = I... 5 pontos Substituição e cálculo de T = 1,5 x 1 O-' N... (2 +2) 4 pontos > -f I + Fg = O OU I = Fg... 4 pontos Substituição e cálculo de Vi = 3,3 x 1 m3...(2 + 2)... 4 pontos 8 pontos 4. (30 pontos) v = A f... 4 pontos Substituição e cálculo de v = 0,30 m s-'... (2 + 2)... 4 pontos 8 pontos pontos t y = A sin [2n(i- T ) + 10]... 4 pontos 1 T = pontos f Identificação do valor de 9,... 3 pontos ] (SI) 3 pontos t X 371 Obtenção de y = 5 x 10-' sin [211 (= ) pontos lama,l = 0' A... 3 pontos o, =2n: f... 3 pontos Substituição e cálculo de amá, = 0,49 m s2...(2 + 2)... 4 pontos 5. () pontos + + Fe = q E... 3 pontos F, = q v x i pontos Fe + F, = O pontos q Eu,=qvu, x B pontos + + Concluir que Bmi, = Bmin uz... 2 pontos + E + Obtenção de BmIn = - u,... 2 pontos v A transportar pontos

9 Transporte pontos pontos + ' +-f + F, = O 3 a, = O =. v, = const. 3 movimento uniforme... 6 pontos V, = V... 2pontos + _t FR,. i- O... 3 pontos... v,,. = O pontos Movimento uniformemente acelerado pontos 6. (30 pontos) pontos Pi P - f Vcunstante Tf T;... (2 + 6)... 8 pontos Redução das temperaturas de 'C a K... 3 pontos Substituição e cálculo de pf = 5,O x lo5 Pa... (2 + 2)... 4 pontos pontos pv = n R T pontos Redução do valor de V ao SI... 3 pontos Substituição e cálculo de n = 1,9 mo1...(2 + 2)... 4 pontos Total pontos