Escola Secundária com 3º Ciclo do Ensino Básico Dr. Joaquim de Carvalho 3080-210 Figueira da Foz
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2º Teste de Avaliação Avaliação de Física 12º ano, turma A + F
23 de Novembro de 2005
1. O movimento de um projéctil, de massa 500 g, em relação a um sistema de eixos xOy, em que Ox é horizontal e está ao nível do solo e Oy é vertical e orientado para cima, é descrito por:
r r r r (t ) = 6t e x + (2 + 8t − 5t 2 ) e y (SI)
1.1. Determina as condições iniciais do movimento (posição inicial e velocidade inicial) do projéctil. 1.2. Calcula a energia cinética mínima do projéctil. 1.3. A que distância da posição inicial se encontra o projéctil ao atingir a altura máxima? 1.4. Em que instante muda mais rapidamente o módulo da velocidade do projéctil, em
t = 0,6 s
ou em
t = 1,2 s ? Justifica. 1.5. Quais as coordenadas do projéctil ao atingir o solo (suposto horizontal)?
2. Uma montanha russa tem um loop vertical de raio 12,0 m (ver figura 1). Os carros andam à volta do loop com uma rapidez constante de 14,0 m/s. Um dos carros transporta um passageiro P de massa 60 kg. 2.1. Traça o diagrama de forças que actua sobre o passageiro P ao passar na posição mais alta do looping. 2.2. Determina a intensidade da resultante das forças que actuam sobre o passageiro: 2.2.1. na direcção normal; 2.2.2. na direcção tangencial. 2.3. Calcula o módulo da reacção normal que actua sobre o passageiro P na posição mais baixa do looping. 2.4. Qual o valor mínimo que deve ter a velocidade do carrinho para descrever o looping? 2.5. Fundamenta a seguinte afirmação: “Sobre o carro actuam forças não conservativas.”
3. Indique um exemplo do dia-a-dia em que: A.
Não há força de atrito e o corpo está em repouso.
B.
Há força de atrito e o corpo está em repouso.
C. Não há força de atrito e o corpo está em movimento. D. Há força de atrito estático e o corpo está em movimento.
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Figura 1
2º Teste de Física – 12º ano A+F – 23/11/2005
Professor: Carlos Portela
4. Um desporto olímpico de Inverno consiste numa corrida de trenó (“bobsled”), em pista gelada, como se indica na figura 2. Nesta figura consta ainda o diagrama de forças que actua no trenó. Considera-se que a pista tem um perfil circular e que os efeitos do atrito neste desporto são desprezáveis. 4.1. Faz a legenda do diagrama de forças da figura. 4.2. Enquanto o trenó descreve a curva, o ângulo
θ
θ
não
pode ser nem igual a 0º nem igual a 90º. Porquê? 4.3. Calcula o ângulo
θ
quando o trenó viaja a 90 km/h
e descreve uma curva de raio igual a 12,0 m. 4.4. Por que razão quanto maior for a velocidade do trenó na curva mais alto ele vai (maior o ângulo
Figura 2
θ )?
5. Num trabalho laboratorial pretende-se determinar os coeficientes de atrito estático e cinético entre dois materiais. Fez-se a montagem experimental esquematizada na figura 3. O bloco A é de madeira e está assente sobre o tampo de uma mesa de madeira. Sobre o bloco
A
A vão sendo colocadas diferentes sobrecargas e de seguida aumenta-se lentamente a massa de B até que o movimento do sistema se torne iminente (as sobrecargas
Figura 3
B
não se movem em relação ao bloco A).
Quando o sistema entra em movimento determina-se o
Tabela 1
intervalo de tempo necessário para que o bloco A percorra, a partir do repouso, 90 cm. Os dados recolhidos por um grupo de alunos constam da Tabela 1:
mA designa a massa do conjunto “bloco A + sobrecargas”, m B designa a massa de B quando o movimento está iminente e ∆t representa o intervalo de tempo necessário para que o bloco A percorra 90
1º ensaio 2º ensaio 3º ensaio 4º ensaio
mA
mB
t
(g)
(g)
(s)
106 156 206 256
57 85 106 140
1.3 1.4 1.2 1.5
cm. 5.1. Em qual dos ensaios a força de atrito estático é maior? Justifica. 5.2. Explica a importância da horizontalidade do fio que puxa o bloco A? (Se o fio não estivesse bem na horizontal que alterações provocaria nos resultados experimentais?) 5.3. Mostra que o coeficiente de atrito estático madeira – madeira é dado pela seguinte expressão:
µe =
mB mA
5.4. Determina o valor mais provável do coeficiente de atrito estático a partir do gráfico de
mB
em função de
mA . 5.5. Com os valores obtidos no 1º ensaio ( m A ,
mB
e
∆t ) calcula o coeficiente de atrito cinético previsto.
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