TEMA 2 DA TERRA À LUA

Transcrição

1 1. Os satélites artificiais da Terra podem ter órbitas praticamente circulares ou órbitas elípticas, consoante a aplicação a que se destinam A Figura representa um satélite, em órbita à volta da Terra, com movimento circular uniforme. Copie a Figura para a sua folha de respostas. Trace os vectores que representam a velocidade do satélite e a força que o mantém em órbita à volta da Terra O telescópio espacial Hubble descreve órbitas praticamente circulares, de raio 7, m, levando cerca de 5, s a completar uma volta em torno da Terra. Seleccione a única opção que permite calcular, em m.s 1, o módulo da velocidade desse satélite. (A),,. (B),,. (C) 2 5, ,0 10. (D),, Seleccione a única opção que contém os termos que preenchem, sequencialmente, os espaços seguintes, de modo a obter uma afirmação correcta. «Se a distância de um satélite ao centro da Terra, a intensidade da força que a Terra exerce sobre ele.» (A) se reduzisse a metade quadruplicaria (B) duplicasse quadruplicaria (C) duplicasse duplicaria (D) se reduzisse a metade duplicaria 1 (Elaborado por Tatiana Reis)

2 1.4. O primeiro satélite artificial da Terra, o Sputnik 1, enviava sinais electromagnéticos, de frequências 20 MHz e 40 MHz, que foram detectados por radioamadores de diversos países. Seleccione a única opção que permite obter uma afirmação correcta. No vácuo, esses sinais teriam (A) O mesmo comprimento de onda e a mesma velocidade de propagação. (B) Comprimentos de onda diferentes e a mesma velocidade de propagação. (C) O mesmo comprimento de onda e velocidades de propagação diferentes. (D) Comprimentos de onda e velocidades de propagação diferentes. Teste Intermédio Física e Química A, 11º, 11.Fev Um carro move-se horizontalmente ao longo de uma estrada com velocidade de modo variável e descreve uma trajectória rectilínea. O gráfico da figura representa a sua posição relativamente a um marco quilométrico, em função do tempo Classifique como verdadeiras (V) ou falsas (F) as seguintes afirmações: 2.2. Considere o intervalo de tempo [2,0;3,0] s do gráfico da figura. A energia cinética do sistema carro e ocupantes nesse intervalo de tempo é 7,5 10 J Calcule a massa do sistema carro e ocupantes. 2 (Elaborado por Tatiana Reis)

3 Admita que 60% da energia do combustível do carro é consumida nos sistemas de arrefecimento e no escape, 25% é aproveitada para o movimento do carro e a restante é dissipada nos atritos. Determine o valor da energia dissipada nos atritos Admita que, no intervalo de tempo [0,0;1,0]s, a lei de movimento do carro é 2,0 12,0 15, Calcule o módulo da velocidade do carro no instante 0,4 s e indique a direcção e o sentido da velocidade nesse instante. A resolução pode ser efectuada por cálculos numéricos ou utilizando a máquina de calcular gráfica. Apresente todas as etapas de resolução, ou, se utilizar a máquina, refira os procedimentos efectuados Seleccione o gráfico que melhor traduz a força aplicada no carro, em função do tempo, no intervalo [0,0; 1,0]s Quando parou, o condutor lançou uma bola, horizontalmente, para fora do carro. Seleccione a alternativa correcta relativamente ao movimento da bola. Teste Intermédio Física e Química A, 11º, 16.Jan (Elaborado por Tatiana Reis)

4 3. Num estudo de movimentos verticais, utilizou-se uma pequena bola de massa m, em duas situações diferentes, I e II. Considere que o sentido do eixo Oy é de baixo para cima, e que nas duas situações é desprezável o efeito da resistência do ar Na situação I, a bola é lançada verticalmente para cima, com velocidade inicial de módulo 5,0 m s Determine a altura máxima atingida pela bola, em relação ao nível do lançamento Seleccione a única alternativa que apresenta os gráficos que melhor traduzem as componentes escalares da velocidade, v y, e da aceleração, a y, em função do tempo, t, durante a ascensão e a queda da bola. 4 (Elaborado por Tatiana Reis)

5 3.2. Na situação II, a bola é largada, sem velocidade inicial, de uma determinada altura, atingindo o solo com velocidade de módulo 4,0 m s 1. Teste Intermédio Física e Química A, 11º, 26.Mai Leia atentamente o seguinte texto Com base na informação apresentada no texto, seleccione a alternativa que completa correctamente a frase seguinte. 5 (Elaborado por Tatiana Reis)

6 4.2. Considere um objecto que, após ter sido abandonado da Torre de Pisa, cai verticalmente até ao solo. Sendo apreciável o efeito da resistência do ar sobre esse objecto, ele acaba por atingir a velocidade terminal Nos seus estudos sobre os movimentos dos corpos, para além da experiência descrita no texto, Galileu terá idealizado outras, utilizando planos inclinados. Teste Intermédio Física e Química A, 11º, 22.Abr (Elaborado por Tatiana Reis)

7 5. Para estudar a relação entre a velocidade de lançamento horizontal de um projéctil e o seu alcance, um grupo de alunos montou, sobre um suporte adequado, uma calha polida, que terminava num troço horizontal, situado a uma altura de 2,05 m em relação ao solo, tal como esquematizado na Figura (a figura não se encontra à escala) Os alunos abandonaram uma esfera, de massa m, no ponto A e verificaram que ela atingia o solo no ponto C. Mediram, então, a distância entre os pontos O e C, em três ensaios consecutivos, tendo obtido os valores que se encontram registados na Tabela. Determine o valor da velocidade da esfera à saída da calha (ponto B), considerando o referencial bidimensional representado na Figura. Recorra exclusivamente às equações y (t ) e x(t ) que traduzem o movimento da esfera. 7 (Elaborado por Tatiana Reis)

8 5.2. Seguidamente, os alunos repetiram o procedimento anterior, mas abandonando a esfera de diferentes pontos da calha. Obtiveram o conjunto de valores de alcance e de velocidade de lançamento registados na Tabela seguinte. Com base nos valores constantes na tabela anterior e utilizando a calculadora gráfica, os alunos traçaram o gráfico do alcance em função da velocidade de lançamento. Escreva a equação da recta obtida pelos alunos que melhor se ajusta ao conjunto de pontos experimentais Considere que uma esfera, de massa m1, abandonada no ponto A, passa em B com uma velocidade de módulo v 1. Seleccione a única opção que permite obter uma afirmação correcta. Se for desprezável a resistência do ar e o atrito entre as esferas e a calha, uma esfera de massa 2m 1, abandonada no ponto A, passará em B com uma velocidade de módulo Teste Intermédio Física e Química A, 11º, 11.Fev (Elaborado por Tatiana Reis)

9 6. Galileu e Newton contribuíram decisivamente para o estudo e compreensão dos movimentos Lançou-se, verticalmente, para cima, uma bola, com velocidade inicial de módulo 6,0 m s 1, em condições nas quais a resistência do ar pode ser considerada desprezável. Determine a altura máxima atingida pela bola, em relação ao nível de lançamento. Considere um referencial, Oy, de eixo vertical, com origem no ponto de lançamento e sentido de baixo para cima e recorra exclusivamente às equações que traduzem o movimento, y(t ) e v(t ). 6.2.Lançou-se um paralelepípedo de madeira, de modo a que ele subisse uma rampa, em condições nas quais a resistência do ar pode ser desprezada. Seja a força gravítica,, a força de reacção normal e, a força de atrito. Seleccione a única opção que apresenta o diagrama das forças que actuam sobre esse paralelepípedo, ao longo da subida da rampa Considere que se mediu a intensidade da resultante das forças aplicadas a um conjunto corpo+sobrecarga, que descreve, em diversos ensaios, uma mesma trajectória circular, de raio r, com velocidade angular constante. Na tabela seguinte encontram-se registados os valores medidos nos diversos ensaios, nos quais se fez variar a massa do conjunto corpo+sobrecarga. Obtenha o valor da aceleração do conjunto corpo + sobrecarga, a partir da equação da recta que melhor se ajusta ao conjunto de pontos experimentais. Utilize a calculadora gráfica. Apresente o valor obtido com três algarismos significativos. Teste Intermédio Física e Química A, 11º, 30.Abr (Elaborado por Tatiana Reis)

10 7. Para estudar a relação entre a velocidade de lançamento horizontal de um projéctil e o seu alcance, um grupo de alunos montou, sobre um suporte adequado, uma calha polida, que terminava num troço horizontal, situado a uma altura de 1,80 m em relação ao solo, tal como esquematizado na Figura seguinte. A figura não se encontra à escala Os alunos abandonaram uma esfera, de massa m, no ponto A e verificaram que ela atingia o solo no ponto C. Mediram, então, a distância entre os pontos O e C, em três ensaios consecutivos, tendo obtido os valores que se encontram registados na Tabela. Calcule o valor da velocidade da esfera à saída da calha (ponto B). Recorra exclusivamente às equações y(t ) e x(t ), que traduzem o movimento da esfera, considerando o referencial bidimensional representado na Figura anterior Considere que uma esfera, de massa m1, abandonada no ponto A, passa em B com uma velocidade de módulo v 1. Seleccione a única opção que permite obter uma afirmação correcta. Se forem desprezáveis a resistência do ar e o atrito entre as esferas e a calha, uma esfera de massa 3m 1, abandonada no ponto A, passará em B com uma velocidade de módulo Teste Intermédio Física e Química A, 11º, 10.Jun (Elaborado por Tatiana Reis)

11 8. A Figura representa, esquematicamente, uma ligação rodoviária entre os pontos A e E, que se situa num mesmo plano horizontal, verificando-se que o velocímetro de um automóvel marca sempre 80 km h -1, ao longo de todo o percurso entre aqueles pontos. Considere o troço entre os pontos A e B Determine o tempo que o automóvel demora a percorrer esse troço Que conclusão, fundamentada na 2.ª Lei de Newton, pode retirar-se acerca da resultante das forças que actuam no automóvel, nesse troço? Teste Intermédio Física e Química A, 11º, 10.Jun (Elaborado por Tatiana Reis)

12 9. Considere que os troços entre os pontos B e C e entre os pontos D e E, representados na Figura, correspondem a arcos de circunferência Seleccione a única opção que apresenta o esboço correcto do gráfico da intensidade da resultante das forças aplicadas no automóvel, F, em função do tempo, t, ao longo do troço BC Conclua, justificando, em qual dos troços, BC ou DE, é maior a aceleração do automóvel. Teste Intermédio Física e Química A, 11º, 10.Jun O automóvel está equipado com um receptor GPS. Qual é o valor, expresso em m.s -1, da velocidade com que se propagam os sinais entre esse receptor e os satélites do sistema GPS? Teste Intermédio Física e Química A, 11º, 10.Jun (Elaborado por Tatiana Reis)

13 11. Uma bola é abandonada de uma altura, h, em relação ao solo. Na Figura seguinte, desenhada à escala, estão representadas a altura máxima em relação ao solo atingida pela bola após o primeiro ressalto,, e a altura máxima em relação ao solo atingida pela bola após o segundo ressalto,. Considere desprezável a força de resistência do ar, e admita que a bola pode ser representada pelo seu centro de massa (modelo da partícula material) Considere a escala representada na figura e admita que a percentagem de energia dissipada é a mesma em cada ressalto. Determine a altura, h, da qual a bola foi abandonada Explique porque é que a altura máxima atingida pela bola após cada ressalto é sucessivamente menor. Teste Intermédio Física e Química A, 11º, 27.Abr A Figura 2 (que não está à escala) representa uma calha inclinada, montada sobre uma mesa. Uma pequena esfera de aço é abandonada na posição A, percorrendo a distância sobre a calha até à posição B. Seguidamente, a esfera move-se sobre o tampo da mesa, entre as posições B e C, caindo depois para o solo. Considere desprezável a força de resistência do ar, e admita que a esfera pode ser representada pelo seu centro de massa (modelo da partícula material) Identifique as forças que atuam na esfera no percurso entre as posições B e C, indicando, para cada uma dessas forças, onde está aplicada a força que com ela constitui um par ação-reação. Considere desprezáveis as forças dissipativas no percurso entre as posições B e C (Elaborado por Tatiana Reis)

14 12.2. Considere que a altura do tampo da mesa em relação ao solo é regulável e que a montagem foi dimensionada de modo que o módulo da velocidade da esfera no ponto C seja 2,5 m.s 1. Determine a altura máxima a que o tampo da mesa se deverá encontrar em relação ao solo para que o alcance da esfera não seja superior a 1,0 m. Recorra exclusivamente às equações y(t) e x(t), que traduzem o movimento da esfera, considerando o referencial bidimensional representado na figura anterior Considere a trajetória da esfera no seu movimento de queda. Em qual dos seguintes esquemas se encontram corretamente representadas as componentes da velocidade da esfera, e, nas posições assinaladas? Teste Intermédio Física e Química A, 11º, 27.Abr (Elaborado por Tatiana Reis)

15 13. A Figura ao lado (que não está à escala) representa uma pequena bola, colocada sob um sensor de movimento, e um referencial unidimensional de eixo vertical, Oy. A bola foi abandonada, caindo no ar até atingir o solo. A bola foi abandonada, no instante t = 0 s, da posição representada na figura, caindo 1,40m até ao solo. A partir dos dados adquiridos com o sensor de movimento, concluiu-se que a componente escalar, segundo o eixo, da posição,, da bola variava com o tempo,, de acordo com a equação: 0,20 5, Apresente o gráfico da componente escalar da posição, y, da bola em função do tempo, t, desde o instante em que a bola foi abandonada até ao instante em que atingiu o solo. Utilize a calculadora gráfica. Na sua resposta, deve reproduzir o gráfico obtido com a calculadora, no intervalo de tempo considerado, indicando no gráfico: as grandezas representadas e as respetivas unidades; as coordenadas dos pontos que correspondem ao instante em que a bola foi abandonada e ao instante em que a bola atingiu o solo Que distância percorreu a bola desde o instante em que foi abandonada até ao instante 0,30? (A) 0,85 m (B) 0,75 m (C) 0,65 m (D) 0,45 m Explique porque é que se pode admitir que a força de resistência do ar não influenciou o movimento de queda da bola Considere que a bola, chegando ao solo com velocidade de módulo v, ressalta, dissipando 20% da sua energia mecânica. Após o ressalto, a bola inicia a subida com velocidade de módulo: (A) 0,20 (B) 0,20 (C) 0,80 (D) 0,80 Teste Intermédio Física e Química A, 11º, 29.Abr (Elaborado por Tatiana Reis)

16 14. Uma bola, de massa 57,0 g, foi atada a uma corda e posta a rodar, num mesmo plano horizontal, descrevendo circunferências de raio 0,30 m, com velocidade de módulo constante Considere o trabalho realizado pela força gravítica que atua na bola,. Quando a bola descreve metade de uma circunferência, a energia potencial gravítica do sistema bola + Terra (A) não se mantém constante e 0. (B) não se mantém constante e 0. (C) mantém-se constante e 0. (D) mantém-se constante e Admita que a bola descreve cada uma das circunferências em 1,0 s. Determine a intensidade da resultante das forças que atuam na bola. Teste Intermédio Física e Química A, 11º, 29.Abr (Elaborado por Tatiana Reis)