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Física e Química A – Ano 2 Curso Científico - Humanístico de Ciências e Tecnologias Movimentos na Terra e no Espaço ESCOLA SECUNDÁRIA DA QUINTA DAS FLORES Teste de Avaliação de Conhecimentos 19 de Novembro 2009 NOME: _________________________________________________________ 11.º Ano Turma A N.º ___

Nas questões que envolvam escolha múltipla ou verdadeiro/falso deve indicar na sua folha de prova a opção de modo legível. Nos itens em que é pedido o cálculo de uma grandeza, apresente todas as etapas de resolução, explicitando todos os cálculos efectuados e apresentando todas as justificações e/ou conclusões solicitadas.

TABELA DE CONSTANTES Módulo da aceleração gravítica de um corpo junto à superfície da Terra

𝑔 = 10 𝑚𝑠 −2 𝑀𝑇 = 5,98 × 1024 𝑘𝑔

Massa da Terra

𝐺 = 6,67 × 10−11 𝑁 𝑚2 𝑘𝑔−2

Constante de Gravitação Universal

𝑐 = 3,00 × 108 𝑚𝑠 −1

Velocidade de propagação da luz no vácuo FORMULÁRIO

Trabalho realizado por uma força constante, 𝑭, que actua sobre um corpo em movimento rectilíneo ................................................................................................... d - módulo do deslocamento do ponto de aplicação da força  - ângulo definido pela força e pelo deslocamento

𝑊 = 𝐹𝑑𝑐𝑜𝑠 ∝



Energia cinética de translação ..................................................................................... m - massa v - módulo da velocidade

𝑬𝑪 = 𝟐𝒎𝒗𝟐



Energia potencial gravítica em relação a um nível de referência .................................. m - massa g - módulo da aceleração gravítica junto à superfície da Terra h - altura em relação ao nível de referência considerado

𝐸𝑝 = 𝑚𝑔ℎ





Teorema da energia cinética ........................................................................................ W - soma dos trabalhos realizados pelas forças que actuam num corpo, num determinado intervalo de tempo Ec - variação da energia cinética do centro de massa do corpo, no mesmo intervalo de tempo



Lei da Gravitação Universal .......................................................................................... Fg - módulo da força gravítica exercida pela massa pontual m1 (m2) na massa pontual m2 (m1) G - constante de gravitação universal r - distância entre as duas massas



2.ª Lei de Newton ........................................................................................................ 𝐹 - resultante das forças que actuam num corpo de massa m 𝑎 - aceleração do centro de massa do corpo

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𝟏

𝑊 = ∆𝐸𝑐

𝐹𝑔 = 𝐺

𝑚1 𝑚2 𝑟2

𝐹 = 𝑚𝑎

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1. O GPS é um sistema de localização desenvolvida pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos da América que permite a um utente saber a sua localização exacta usando um receptor.

1.1-

Seleccione a opção correcta? A- Os 24 satélites do sistema GPS descrevem órbitas em torno da Terra no mesmo plano. B- Um receptor GPS permite determinar a posição do seu utilizador caso receba os sinais emitidos pelos 24 satélites. C- No sistema GPS, o método da triangulação é um método de cálculo que não exige o conhecimento do valor da velocidade de propagação da luz. D- O método da triangulação permite localizar qualquer ponto na Terra, onde o receptor se encontre. E- No sistema GPS, a aplicação do método da triangulação não necessita de sincronização entre os relógios do satélite e os do receptor.

1.2-

Os receptores GPS fazem o processamento dos dados fornecidos pelos satélites, traduzindo-os em valores de determinadas grandezas. Identifique as grandezas que podem ser fornecidas por um receptor GPS.

1.3-

Um sinal rádio emitido de um satélite GPS demora 75 ms a chegar ao receptor. Calcule a distância entre o satélite e o receptor.

1.4-

Indique em que região do espectro electromagnético, se encontram as radiações que transportam os sinais enviados pelos satélites do sistema GPS.

2.

Ao inclinar-se sobre a janela da carruagem de um comboio que se movia com velocidade constante, um passageiro deixou cair o seu relógio. 2.1-

Indique qual a forma da trajectória, descrita pelo movimento do relógio quando observado pelo passageiro.

2.2-

A trajectória apresenta a mesma forma para um observador que se encontra parado no exterior? Justifique a sua resposta.

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Física e Química A – Ano 2 Curso Científico - Humanístico de Ciências e Tecnologias Movimentos na Terra e no Espaço 3.

O gráfico velocidade – tempo, representado na Figura 1, diz respeito a um corpo, de massa 2,0 kg, que se move numa trajectória rectilínea.

v (m/s) 40 30 20 10 0 -10

0

2

4

6

8 10 12 14 16 18 20 22 24 26

t(s)

-20 -30 Figura 1

3.1-

Das afirmações seguintes indique as verdadeiras: A- No intervalo de tempo 0; 26s, o corpo muda uma vez de sentido. B- Os vectores deslocamento nos intervalos de tempo 12; 16s e 22; 26s são iguais. C- O corpo percorre espaços iguais nos intervalos de tempo 12; 16s e 22; 26s. D- No intervalo de tempo 0; 26s, o corpo pára uma vez. E- A resultante das forças que actuam sobre o corpo no intervalo de tempo [12; 16]s tem a mesma direcção e sentido do movimento. F- A resultante das forças que actuam no corpo no intervalo de tempo [20; 22]s tem a mesma direcção e sentido do movimento. G- A resultante das forças que actuam no corpo no intervalo de tempo [4; 8]s é nula. H- A aceleração adquirida pelo corpo no intervalo de tempo [22; 26]s é negativa.

3.2-

Caracterize o vector aceleração média, no intervalo de tempo [0; 4]s.

3.3-

Calcule: 3.3-1. O espaço percorrido no intervalo de tempo [0;4]s. 3.3-2. O módulo da resultante das forças que actuam sobre o corpo no intervalo de tempo [0; 4]s.

4.

A Lua, de massa 7,36 x 1022 kg e raio 1,74 x 103 km, descreve uma órbita praticamente circular em torno da Terra, de raio 6,38 x 103 km. A distância entre o centro de massa da Terra e o centro de massa do seu único satélite natural é de 3,84 x 105 km. 4.1-

Determine a força gravitacional exercida pela Terra sobre a Lua.

4.2-

Estabeleça a relação entre os valores do peso de um corpo de massa 100 kg registados às superfícies da Lua e da Terra.

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Física e Química A – Ano 2 Curso Científico - Humanístico de Ciências e Tecnologias Movimentos na Terra e no Espaço 5. Das afirmações seguintes, seleccione a afirmação incorrecta. A- A força nuclear forte é a força fundamental mais intensa e tem um alcance curto. B- Newton afirmou que todos os corpos, pelo facto de possuírem massa, exercem entre si forças gravitacionais, seja na Terra ou longe da Terra. C- A intensidade da força gravitacional é menor que a da força electromagnética. D- Num movimento rectilíneo uniforme a força resultante é constante. E- Um corpo altera a sua velocidade em direcção mas não em módulo quando é actuado por uma força sempre perpendicular à velocidade.

6. Um corpo de massa 2,0 Kg sobe um plano inclinado por acção e uma força paralela a este e de intensidade 16,0 N, como mostra a Figura 2, com velocidade inicial de valor 7,0 m/s. Considere desprezáveis todos os atritos.

37º

Figura 2

6.1-

Caracterize a força que constitui um par acção - reacção com o peso do bloco.

6.2-

Determine o módulo da resultante das forças que actuam sobre o corpo.

6.3-

Calcule o módulo da aceleração média, do movimento do bloco.

6.4-

Calcule o comprimento do plano inclinado, sabendo que o corpo pára quando atinge o seu topo. (Para resolver esta questão recorde o que aprendeu no 10º ano sobre energia mecânica).

7. Explique, com base na 1ª Lei de Newton, a situação que se segue: O condutor detecta um obstáculo. De forma a evitar o choque, o condutor trava bruscamente sendo projectado para a frente.

Figura 3

BOM TRABALHO!

Cotação (para 200 pontos): Questão

1.1

1.2

1.3

1.4

2.1

2.2

3.1

3.2

3.3-1.

3.3-2.

4.1

4.2

5

6.1

6.2

6.3

6.4

7.

Cotação

12

9

10

10

10

15

15

12

10

10

10

10

10

12

10

10

10

15

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