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Este documento contém uma ficha formativa com várias questões sobre mecânica newtoniana. A ficha aborda conceitos como tempo, posição, velocidade e aceleração; interações e seus efeitos; movimento retilíneo uniformemente acelerado e retardado; forças e aceleração; e a lei da gravitação universal. As questões envolvem situações como o movimento de objetos em diferentes referenciais, trajetórias de veículos, forças em órbitas espaciais e a queda de objetos em planos incl
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2.5. Qual é o gráfico da posição em função do tempo que melhor descreve o movimento do
veículo?
(A) (C)
(B) (D)
3. Um pequeno carro telecomandado com 300 g move-se, segundo uma trajetória retilínea
coincidente com um referencial unidimensional O𝑥, partindo da origem do referencial. A
componente escalar da velocidade ao longo do tempo está descrita no gráfico seguinte.
3.1. Qual é o intervalo de tempo em que o movimento do carro telecomandado é retardado no
sentido negativo?
(A) [0,0 ; 0,5] s
(B) [10,0 ; 11,5] s
(C) [12,0 ; 15,0] s
(D) [25,0 ; 27,0] s
3.2. Relativamente ao intervalo [0,0 ; 15,0] s pode afirmar-se que…
(A) a aceleração é constante no intervalo [10,0 ; 15,0] s.
(B) o valor absoluto do deslocamento é superior à distância percorrida.
(C) a componente escalar do deslocamento é negativa.
(D) o carro inverte o sentido do movimento no instante 10,0 s.](https://image.slidesharecdn.com/aerf11ficha1-231020152620-f2d3b1a2/85/ae_rf11_ficha_1-pdf-2-320.jpg)
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3.3. Associe cada uma das representações dos vetores velocidade e aceleração do carro
telecomandado ao intervalo de tempo de movimento correspondente.
(A)
(B)
(C)
(D)
3.4. Determine a componente escalar da resultante das forças que atuam no carro no intervalo
[25,0 ; 27,0] s.
Apresente todos os cálculos efetuados.
4. Dois automóveis, A e B, circulam numa autoestrada. O
automóvel A descreve, com movimento uniforme, uma trajetória
circular. O movimento do automóvel B é retilíneo uniformemente
retardado.
Considere que os automóveis podem ser representados pelos
seus centros de massa (modelo da partícula material).
4.1. Represente a direção e sentido dos vetores velocidade para os
automóveis A e B nas posições consideradas na figura.
4.2. A aceleração do automóvel A tem uma direção __________ direção da velocidade pois há
alteração __________ da velocidade.
(A) igual à… da direção
(B) igual à… do módulo
(C) diferente da… do módulo
(D) diferente da… da direção
4.3. Comente a seguinte afirmação:
“Enquanto o automóvel B tem uma aceleração e uma resultante das forças constantes o
automóvel A, como tem velocidade constante, tem aceleração e resultante das forças nulas.”
I – [5,0 ; 10,0] s
II – [0,0 ; 5,0] s
III – [10,0 ; 11,5] s
IV – [15,0 ; 20,0] s](https://image.slidesharecdn.com/aerf11ficha1-231020152620-f2d3b1a2/85/ae_rf11_ficha_1-pdf-3-320.jpg)
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- 1. DOSSIÊ DO PROFESSOR RUMO À FÍSICA 11 FICHAS FORMATIVAS 1 FICHA FORMATIVA 1 DOMÍNIO 1. Mecânica Subdomínio: 1. Tempo, posição, velocidade e aceleração 2. Interações e seus efeitos NOME N.º TURMA DATA PROFESSOR Nas respostas aos itens de escolha múltipla, selecione a opção correta. 1. O Pedro e o seu avô estão sentados num comboio que se movimenta com velocidade de módulo constante segundo uma trajetória retilínea. Numa estação encontra-se uma pessoa sentada, que aguarda o seu comboio e observa a passagem do comboio do Pedro. Nesse instante, o Pedro lança verticalmente para cima uma bola. 1.1. Desprezando a resistência do ar, pode afirmar-se que: (A) o avô e a pessoa vêm a bola a descrever a mesma trajetória. (B) a pessoa vê a bola descrever uma parábola e a cair na mão do Pedro. (C) a pessoa vê a bola descrever uma parábola e a cair atrás do Pedro. (D) o avô vê a bola a descrever uma parábola e a cair atrás do Pedro. 1.2. A pessoa na estação está em __________ em relação ao banco e em __________em relação ao Pedro que vai no comboio. (A) movimento … movimento (B) repouso … repouso (C) movimento … repouso (D) repouso … movimento 2. Na figura seguinte encontram-se representadas as coordenadas de posição da trajetória de um veículo com movimento retilíneo. O veículo inicia o seu movimento na posição A, vai até C com movimento retilíneo uniformemente retardado, inverte sentido e vai até à posição D com movimento retilíneo uniformemente acelerado. Considere que o conjunto (veículo + condutor) pode ser representado pelo seu centro de massa (modelo da partícula material) e que, durante todo o movimento esteve sujeito a uma intensidade da resultante das forças constante. 2.1. Indique a posição final do veículo. 2.2. Caracterize o deslocamento do veículo desde a posição A até à posição D e determine a distância total percorrida pelo veículo? 2.3. Apresente uma justificação para a diferença entre o valor da distância percorrida e o módulo do deslocamento. 2.4. Represente os vetores velocidade, aceleração e resultante das forças nos dois instantes em que o veículo passa pela posição 30 m.
- 2. DOSSIÊ DO PROFESSOR RUMO À FÍSICA 11 FICHAS FORMATIVAS 2 2.5. Qual é o gráfico da posição em função do tempo que melhor descreve o movimento do veículo? (A) (C) (B) (D) 3. Um pequeno carro telecomandado com 300 g move-se, segundo uma trajetória retilínea coincidente com um referencial unidimensional O𝑥, partindo da origem do referencial. A componente escalar da velocidade ao longo do tempo está descrita no gráfico seguinte. 3.1. Qual é o intervalo de tempo em que o movimento do carro telecomandado é retardado no sentido negativo? (A) [0,0 ; 0,5] s (B) [10,0 ; 11,5] s (C) [12,0 ; 15,0] s (D) [25,0 ; 27,0] s 3.2. Relativamente ao intervalo [0,0 ; 15,0] s pode afirmar-se que… (A) a aceleração é constante no intervalo [10,0 ; 15,0] s. (B) o valor absoluto do deslocamento é superior à distância percorrida. (C) a componente escalar do deslocamento é negativa. (D) o carro inverte o sentido do movimento no instante 10,0 s.
- 3. DOSSIÊ DO PROFESSOR RUMO À FÍSICA 11 FICHAS FORMATIVAS 3 3.3. Associe cada uma das representações dos vetores velocidade e aceleração do carro telecomandado ao intervalo de tempo de movimento correspondente. (A) (B) (C) (D) 3.4. Determine a componente escalar da resultante das forças que atuam no carro no intervalo [25,0 ; 27,0] s. Apresente todos os cálculos efetuados. 4. Dois automóveis, A e B, circulam numa autoestrada. O automóvel A descreve, com movimento uniforme, uma trajetória circular. O movimento do automóvel B é retilíneo uniformemente retardado. Considere que os automóveis podem ser representados pelos seus centros de massa (modelo da partícula material). 4.1. Represente a direção e sentido dos vetores velocidade para os automóveis A e B nas posições consideradas na figura. 4.2. A aceleração do automóvel A tem uma direção __________ direção da velocidade pois há alteração __________ da velocidade. (A) igual à… da direção (B) igual à… do módulo (C) diferente da… do módulo (D) diferente da… da direção 4.3. Comente a seguinte afirmação: “Enquanto o automóvel B tem uma aceleração e uma resultante das forças constantes o automóvel A, como tem velocidade constante, tem aceleração e resultante das forças nulas.” I – [5,0 ; 10,0] s II – [0,0 ; 5,0] s III – [10,0 ; 11,5] s IV – [15,0 ; 20,0] s
- 4. DOSSIÊ DO PROFESSOR RUMO À FÍSICA 11 FICHAS FORMATIVAS 4 5. Em setembro de 2021 a SpaceX deu um novo passo no turismo espacial com uma missão tripulada apenas por civis, a Inspiration4. A bordo da Crew Dragon Resilience, os quatro turistas espaciais orbitaram o planeta durante três dias a 575 quilómetros de altitude, acima da Estação Espacial Internacional (que com aproximadamente 420 toneladas orbita a cerca de 341 quilómetros) e o mais distante que humanos já viajaram acima da superfície. A Falcon 9 foi o veículo de lançamento da cápsula. Expelindo para baixo enormes quantidades de gás aquecido, resultante da combustão de oxigénio líquido e querosene, o veículo venceu a ação da gravidade terrestre. Considere 𝑚T = 5,97 × 1024 kg e 𝑟T = 6370 km. 5.1. Qual é a interação fundamental responsável pelas ligações químicas existentes no combustível? 5.2. O lançamento da Falcon 9 baseia-se na Terceira Lei de Newton. Que características apresentam este par de forças? 5.3. Qual é a relação entre a intensidade da força gravítica que a Terra exerce sobre a cápsula Dragon à superfície da Terra, 𝐹g,s, e a intensidade da força gravítica que a Terra exerce sobre a cápsula em órbita, 𝐹g,o? (A) 𝐹g,s = 1,09𝐹g,o (B) 𝐹g,s = 1,19𝐹g,o (C) 𝐹g,s = 0,917𝐹g,o (D) 𝐹g,s = 0,840𝐹g,o 5.4. Compare a intensidade da força gravítica que a Terra exerce sobre a cápsula Dragon em órbita com a intensidade da força gravítica que a cápsula em órbita exerce sobre a Terra. 5.5. Durante os três dias em torno do planeta, a cápsula descreveu uma órbita praticamente circular com módulo de velocidade constante. A componente __________ da resultante das forças que atuou na cápsula foi __________ uma vez que __________. (A) normal … nula … o módulo da velocidade é constante (B) tangencial … nula … a trajetória descrita é circular (C) normal … não nula … a trajetória descrita é circular (D) tangencial … não nula … o módulo da velocidade é constante 5.6. Qual é a expressão que permite determinar a intensidade da força gravítica que a Terra exerce na Estação Espacial Internacional? (A) 𝐹g = 6,67 × 10−11 × 5,97 × 1024 × 420 × 103 (6370 + 341)2 (N) (B) 𝐹g = 6,67 × 10−11 × 5,97 × 1024 × 420 (6370 + 341)2 × 103 (N) (C) 𝐹g = 6,67 × 10−11 × 5,97 × 1024 × 420 × 103 (341 + 103)2 (N) (D) 𝐹g = 6,67 × 10−11 × 5,97 × 1024 × 420 (6370 + 341)2 (N) 6. Por extrapolação do estudo do movimento de objetos sobre planos inclinados, Galileu supôs que, num plano horizontal, com inclinação nula, um bloco largado de uma certa altura nunca
- 5. DOSSIÊ DO PROFESSOR RUMO À FÍSICA 11 FICHAS FORMATIVAS 5 mais pararia. Naturalmente, Galileu sabia que tais movimentos horizontais não eram realmente permanentes, introduzindo o conceito de “atrito” para fundamentar a validação da sua hipótese. Um bloco, de massa 0,820 kg, foi largado de uma altura h atingindo a base do plano com uma velocidade de intensidade 270 m s−1 ao fim de 0,545 s. Depois de atingir a base do plano inclinado, o bloco desliza ao longo de um plano horizontal até se imobilizar, sujeito a uma força de atrito constante cuja intensidade corresponde a 10,0% do seu peso. Considere que o bloco pode ser representado pelo seu centro de massa (modelo da partícula material) e que em cada parte do trajeto o referencial coincide com a direção e sentido da trajetória. Considere ainda que no plano inclinado as forças dissipativas são desprezáveis. 6.1. Quanto tempo, depois de atingir a base, deverá o bloco a imobilizar-se? Apresente todos os cálculos efetuados. 6.2. Determine a inclinação, 𝛼, do plano. Apresente todos os cálculos efetuados. 7. Interprete a situação representada na figura com base na Lei de Newton adequada. Escreva um texto estruturado, utilizando linguagem científica adequada.