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 de Física 12º ano, turmas E e F
4 de Dezembro de 2009 Grupo I
Para cada um dos cinco itens deste grupo são indicadas quatro hipóteses, A, B, C e D, das quais apenas uma está correcta. Escreva, na sua folha de respostas, a letra correspondente à hipótese que seleccionar como correcta para cada questão. Não apresente cálculos.
1. Qualquer corpo assente sobre uma superfície horizontal necessita, para entrar em movimento, que se lhe aplique uma força tal que consiga vencer a força máxima de atrito estático. A força máxima de atrito estático… (A) … é independente da área da superfície de contacto do corpo e depende dos materiais postos em contacto. (B) … é independente da área da superfície de contacto do corpo bem como dos materiais postos em contacto. (C) … depende da área da superfície de contacto do corpo bem como dos materiais postos em contacto. (D) … depende da área da superfície de contacto do corpo bem como da massa deste.
3
-1
2. Uma mola tem uma constante elástica de 10 N m . Seleccione a alternativa correcta. (A) É necessário exercer uma força de 50 N para a mola se deformar 5 centímetros. 3
(B) Se a intensidade da força aplicada for maior do que 10 N a mola parte-se. 3
(C) Se a intensidade da força aplicada for maior do que 10 N a mola deixa de ter um comportamento elástico. 2
(D) Se a intensidade da força aplicada for igual a 10 N a mola deforma-se 1 metro.
3. A chapa representada na figura é homogénea e tem espessura constante. Considere que b = 3 a . O vector posição do centro de massa é: (A)
5a 5a ex + ey 4 4
(B)
3a a ex + e y 2 2
(C)
3a ex + a ey 2
(D)
3a 2a e x + ey 2
y
a
b a O
b
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x
2º Teste de Física – 12º ano
4. Dois corpos rígidos, A e B, movem-se sobre a mesma linha de acção com o mesmo sentido, colidindo de forma perfeitamente inelástica. A massa do corpo A é dupla da massa do corpo B e, antes da colisão, o módulo da velocidade de A também é duplo do módulo da velocidade do corpo B. Podemos afirmar que, imediatamente após a colisão, o módulo da velocidade do corpo B é… (A) … igual ao módulo da velocidade do corpo A antes da colisão. (B) …
5 do módulo da velocidade do corpo B antes da colisão. 3
(C) … igual ao módulo da velocidade do corpo B antes da colisão. (D) … nulo.
5. Um corpo de massa
m encontra-se assente num plano inclinado, que faz um ângulo α com a
horizontal, na iminência de escorregar. O coeficiente de atrito estático entre o corpo e a superfície do plano é: (A)
senα
cos α (C) senα cos α (B)
(D) tgα
Grupo II Considere, quando necessário,
g = 10 m s -2 .
1. Um automóvel, considerado partícula material, descreve uma curva circular, de raio 50 m, a qual possui uma inclinação, “relevé”, positiva de 5º. Considera desprezável o efeito do atrito. 1.1. Represente, esquematicamente, com o referencial adequado, as forças que actuam sobre o automóvel, explicitando todas as suas componentes segundo os eixos considerados. 1.2. Determine o módulo da velocidade com que o automóvel deve descrever a curva.
2. Um corpo de massa 100 g está preso a uma mola e descreve um MHS num plano horizontal, com uma frequência de 1,4 Hz, e com uma amplitude de 5 mm. As oscilações têm início na elongação máxima positiva. 2.1. Escreva a equação do movimento do oscilador. 2.2. Calcule o instante em que o oscilador passa pela primeira vez na posição de equilíbrio. 2.3. Determine o valor da velocidade com que passa na posição referida anteriormente. 2.4. Qual o módulo da aceleração máxima do oscilador? 2.5. Calcule o valor da energia mecânica do oscilador.
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3. Um projéctil de massa 40,0 g, no instante em que se move com energia cinética 36 J, colide com um bloco de massa 800 g, que se encontra em repouso sobre uma superfície horizontal, como mostra a figura seguinte, e fica incrustado nele.
Considere desprezável o efeito do atrito entre o bloco e a superfície horizontal. 3.1. Calcule, em unidades S.I., o módulo da velocidade do projéctil imediatamente antes da colisão. 3.2. Calcule o módulo da velocidade do sistema bloco+projéctil imediatamente após a colisão. 3.3. Admita que a partir da posição P não é possível desprezar o efeito do atrito, sendo o coeficiente de atrito cinético entre a superfície do bloco e a superfície horizontal
0,40 . Determine a que distância
do ponto P o sistema bloco+projéctil vai parar.
-1
4. Um corpo é lançado, com velocidade de módulo 16 m s , de um ponto situado 5,0 m acima do solo, com uma inclinação de 30º com a horizontal. Despreze a resistência do ar. 4.1. Calcule a altura máxima atingida pelo corpo. 4.2. Determine a posição onde cai o corpo. 4.3. Se um corpo mais pesado tivesse sido lançado do mesmo modo, teria atingido o solo na mesma posição? Justifique.
5. Um pequeno corpo de massa 6m , inicialmente em movimento com velocidade
v , explode dando lugar
m1 = m , m2 = 2m e m3 = 3m . As posições dos fragmentos após a 2 2 explosão são: r1 = 2t ex ; r2 = −t ex ; r3 = 6tey .
a três fragmentos de massas
5.1. Calcule a posição do centro de massa do sistema constituído pelos três fragmentos, em função do tempo; 5.2. Mostre que a velocidade do centro de massa não depende do tempo. 5.3. Qual deverá ser a resultante das forças que actuam no sistema constituído pelos três fragmentos? Justifique
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