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ESCOLA SECUNDÁRIA DE CASQUILHOS

FQA – Ficha 9 – Exercícios variados

11.º Ano | Turma A e B | 10 novembro 2014

NOME _________________________________________ Nº ____ Turma ____

1. Um grupo de alunos realizou a atividade de laboratório AL-1.4 - Satélite

geostacionário de acordo com o protocolo fornecido nas folhas em anexo. Os

resultados experimentais obtidos foram os seguintes:

mc/g 10.1 20.0 30.0 40.1 50.4 60.3 70.2

T/s 1.498 1.370 1.261 1.158 1.026 0,984 0.905

a) Determine a intensidade da força centrípeta.

(Tenha presente que o valor da força centrípeta é em módulo igual à força

gravítica exercida pelas massas marcadas.

b) Calcule o inverso do quadrado do período. Com os valores da Fc e do T-2

complete

a tabela a seguir indicada. Tenha atenção ao número de algarismos significativos.

Fc/N T-2

/s-2

c) Trace o gráfico da Fc = f (T-2

)

d) O que representa o declive da reta representada? Apresente os cálculos

necessários à justificação.

2. Um satélite geostacionário descreve uma órbita circular à altitude de 35880 km e com

um período de rotação de 24 horas, independentemente da sua massa. Para estudar o

movimento de um satélite geostacionário no laboratório, um grupo de alunos fez uma

montagem experimental com um carrinho preso a uma mola sobre um braço giratório

em movimento circular uniforme. Com esta montagem os alunos realizaram três

experiências para estudar a dependência entre a aceleração centrípeta e a velocidade

angular (), o raio (r) da trajetória e a massa (m). Na tabela seguinte estão registados

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os valores obtidos experimentalmente num primeiro ensaio para estudar a relação

ac = f(r).

Ensaio massa/g ∆t10/s ∆tm/s T/s /rads-1

∆l /cm F= k∆l /N ac/ms-2

1.º 350

19,50

(A) (B) (C) 7,5 0,31 (D) 19,41

19,65

a) Selecione a opção que completa corretamente a afirmação.

Relativamente ao movimento de um satélite geostacionário, pode dizer-se que…

(A) …o satélite se move a elevadas altitudes no espaço, porque a essa altitude a

gravidade é nula.

(B) …quanto maior é a massa do satélite, maior é a sua velocidade orbital, pois maior

é a inércia.

(C) …a sua velocidade é constante, pois o satélite está com movimento circular

uniforme.

(D) …a sua velocidade orbital é tanto menor quanto maior é a altitude a que se

encontra em órbita.

b) Os gráficos A, B e C traduzem a variação da aceleração centrípeta com uma

variável u, em que u pode ser uma das variáveis dependentes: raio (r) da trajetória,

massa (m) e velocidade angular().

Associe cada gráfico a uma das funções seguintes:

1 - ac = f(r)

2 - ac = f()

c) Complete a tabela, determinando os valores de: (A), (B), (C) e (D).

d) Para obter os dados para as variáveis em estudo (aceleração em função de ),

mantiveram-se constantes outras variáveis na realização desta experiência. Quais

foram essas variáveis?

3. A figura representa um plano inclinado, no topo do qual se abandonou uma bola. A

bola desce o plano com aceleração constante.

Considere que a bola pode ser representada pelo seu centro de massa (modelo da

partícula material).

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Na tabela seguinte, estão registados os tempos, t, que a bola demorou a percorrer as

distâncias, d, sucessivamente maiores, sobre esse plano, assim como os quadrados desses

tempos, t 2.

Calcule o módulo da aceleração da bola, no movimento considerado, a partir da equação

da reta que melhor se ajusta ao conjunto dos valores de d e de t 2 registados na tabela.

Apresente todas as etapas de resolução.

4. Numa outra situação, uma bola é abandonada de uma certa altura em relação ao solo,

caindo verticalmente em condições nas quais a resistência do ar pode ser considerada

desprezável.

Considere que a bola pode ser representada pelo seu centro de massa (modelo da

partícula material).

a) Considere um referencial unidimensional Oy, vertical, com origem no solo e

sentido positivo de baixo para cima.

Qual é o esboço do gráfico que pode representar a componente escalar da

velocidade da bola, vy, em relação ao referencial considerado, em função do tempo,

t, desde o instante em que é abandonada até chegar ao solo?

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b) A bola cai e ressalta no solo. Nos esquemas seguintes, o vetor representa a

aceleração da bola num ponto da descida situado a uma determinada altura em

relação ao solo.

Em qual dos esquemas seguintes o vetor, representa a aceleração da bola no

ponto da subida situado à mesma altura?

5. Para fazer o estudo de um projeto de um escorrega para um aquaparque, de modo que

os utentes possam cair em segurança numa determinada zona da piscina, um grupo de

alunos simulou a situação na sala de aula, utilizando uma calha, um tabuleiro de areia e

um berlinde. Na tabela seguinte estão registados os valores das grandezas medidas

pelos alunos durante a atividade.

/m /m ∆x/m ∆ /m

0.60

0.20

0.693

0.692

0.693

0.15

0.610

0.605

0.600

0.10

0.489

0.487

0.487

a) Selecione a expressão que permite calcular a velocidade de saída do berlinde da

calha para atingir o alcance horizontal (x) desejado.

(A)

(B)

(C)

(D)

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b) Complete a tabela, calculando o valor do alcance médio.

c) Calcule a velocidade com que o berlinde abandona a calha, para cada uma das

alturas h.

d) Selecione a expressão que permite calcular a altura a que deve ser largado o

berlinde para atingir o alcance horizontal (x) desejado.

(A)

(B)

(C)

(D)

e) De que altura deverá ser lançado o berlinde para que o alcance horizontal seja igual

à altura da mesa onde o berlinde foi abandonado?

6. Um bloco com uma massa de 1 kg desloca-se ao longo de uma superfície horizontal

com velocidade constante, quando inicia a descida de um plano inclinado de

comprimento 14,1 m. Durante a descida, a energia cinética do corpo aumenta de 50 J

para 98 J.

a) Calcule o tempo que o bloco demora a percorrer o percurso entre A e B. Apresente

todas as etapas de resolução.

b) Selecione a opção que completa corretamente a afirmação seguinte.

No trajeto entre A e B, a força resultante a atuar no bloco é de _____ e a inclinação

do plano é de ______.

(A) - […] 34,4 N […] 30º

(B) - […] 3,4 N […] 20º

(C) - […]4,0 N […] 30º

(D) - […]4,0 N […] 20º

A

B