ESCOLA SECUNDÁRIA DE CASQUILHOS
1.º Teste sumativo de FQA | 19. out. 2015
Versão 1
11.º Ano | Turma A | Professora: Anjo Albuquerque e Carmen Oliveira
Duração da prova: 90 minutos.
Este teste é constituído por 8 páginas e termina na palavra FIM
Nome:
Classificação
Nº
Professor
11
Encarregado de Educação
1. Leia atentamente o seguinte texto:
Os erros presentes no sistema GPS podem conduzir a erros nos resultados. Estes erros podem ser
ordenados em erros oriundos dos satélites e dos recetores e erros na propagação do sinal na atmosfera.
Os erros devidos ao estado dos relógios dos satélites dizem respeito ao não-sincronismo do
relógio do satélite e do utilizador com o tempo GPS.
A força gravítica a que os satélites estão sujeitos implicam a monotorização e correção constante
da órbita dos satélites.
Por outro lado a atmosfera acarreta um desvio na trajetória do sinal emitido do satélite ao
utilizador.
O sinal GPS sofre a influência de duas camadas da atmosfera, a troposfera e a ionosfera, as quais
perturbam a trajetória do sinal.
A propagação Terra-Satélite nas micro-ondas está condicionada pela troposfera na medida em
que a precipitação, nuvens e nevoeiros e ainda a turbulência troposférica traduzem-se em impactos no
sinal recebido. A atenuação do sinal é um problema que ocorre nesta camada da atmosfera.
Na ionosfera há a ionização dos gases devido a atividade solar, originando um meio ionizado, o
qual provoca atenuação, isto é, atrasos na propagação do sinal.
A refração ionosférica depende da frequência do sinal, da localização geográfica e do tempo.
1.1. Indique quais são os principais fenómenos físicos, referidos no texto, que afetam o sinal
emitido pelos satélites do sistema GPS e em que camadas da atmosfera ocorrem.
Os principais fenómenos físicos referidos no texto são a refração das ondas e a atenuação do sinal.
A primeira ocorre na ionosfera e na troposfera e a segunda também.
1.2. Que tipos de erros estão associados ao sistema GPS.
No satélite: erros relacionados com a sua órbita e com o atraso dos relógios;
Na propagação do sinal: refração troposférica, refração ionosférica,
2. Um satélite transmite um sinal no instante 30005,00 s e o recetor identificou-o no instante
30005,85 s.
Selecione a opção que indica a distância a que o satélite se encontra do recetor.
(A)
(B)
(C)
(D)
2,55 × 108 km
1,75 × 1011 m
2,55 × 105 km (X)
1,75 × 108 m
∆t = 30005,85 - 30005,00
∆t = 0,8500 s
d = 3,0 × 108 × 0,8500
d = 2,55 × 108 m
d = 2,55 × 105 km
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3. Observe a figura seguinte, que mostra as posições que um barco ocupou em cada instante
num referencial coincidente com a trajetória que descreve, num intervalo de tempo muito
pequeno durante o qual ocorreu uma avaria, e responda às questões.
3.1. Indique um intervalo de tempo em que o corpo se deslocou no sentido positivo da trajetória;
[0,1] s o corpo desloca-se no sentido negativo da trajetória.
[1,2] s o corpo está parado.
[2,6] s o corpo desloca-se no sentido positivo da trajetória.
R: [2,6] s
3.2. Determine a rapidez média e o módulo da velocidade média do barco durante os 6 s de
movimento.
3.3. Selecione entre os gráficos seguintes o que traduz o movimento do corpo. (Opção A)
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4. O gráfico velocidade-tempo da figura seguinte, diz respeito ao movimento de um automóvel
num trajeto retilíneo.
4.1. Selecione a opção correta. (Opção D)
(A) Durante os primeiros 5s o automóvel desloca-se no sentido negativo da trajetória.
(B) Nos últimos 5s do movimento a aceleração do automóvel é constante.
(C) O automóvel apenas inverteu o sentido do movimento no instante t = 20 s.
(D) No intervalo [5;10]s o movimento do automóvel foi retilíneo uniformemente acelerado.
4.2. Determine o valor do deslocamento efetuado pelo automóvel ao fim de 20 s.
(Apresente todas as etapas de resolução)
∆r = Atriângulo - Atrapésio
∆r =
∆r = - 50 m
4.3. Calcule a rapidez média do corpo durante os 20 s do movimento.
d = espaço percorrido = Atriângulo + Atrapésio
d=
= 150 m
4.4. Indique o valor da aceleração no instante 2,5 s.
4.5. Em qual dos seguintes esquemas se encontram corretamente representados os vetores
velocidade, , e aceleração, , no instante t = 3 s? Assinale-o. (Opção B)
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4.6. Selecione a opção que completa corretamente a frase "A força resultante que atua no
automóvel é nula no intervalo…" (Opção C)
(A) … [0;5]s.
(B) … [5;10]s.
(C) … [10;15]s.
(D) … [15;20]s.
5. Na Física contemporânea, todos os fenómenos podem ser descritos pelas quatro forças
fundamentais.
Associe um número da coluna 1 a uma letra da coluna 2 de modo a obter correspondências
corretas.
Coluna 1
(A) Pode ser atrativa ou repulsiva. (I)
(B) É sempre atrativa e tem alcance ilimitado. (IV)
(C) É responsável pelo decaimento radioativo de certos átomos. (II)
(D) Mantém os núcleos coesos. (III)
(E) De todas as interações é a que tem menor alcance. (III)
Coluna 2
I.
II.
III.
IV.
Força
eletromagnética
Força nuclear fraca
Força nuclear forte
Força gravitacional
6. Considere o satélite PoSAT–1, primeiro micro satélite português com apenas 50 kg, cuja
distância média à Terra é de 2,64×104 km.
Considere a massa da Terra igual a 5,98 ×1024 kg.
6.1. Faça um esboço da figura seguinte e represente e identifique as forças que constituem o par
ação-reação que atua no sistema Terra-satélite.
- Força gravítica que a Terra exerce sobre o satélite
- Força gravítica que o satélite exerce sobre a Terra
6.2. Calcule a intensidade da força de atração entre a Terra e o
satélite.
N
6.3. Caracterize a força gravítica que atua no satélite.
Direção: radial ou do raio da trajetória do satélite ou da reta que une o centro de massa dos
dois corpos.
Sentido: do satélite para a Terra.
Intensidade: 28,6 N
Ponto de aplicação: centro de gravidade do satélite
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6.4. Selecione a única opção que permite obter uma afirmação verdadeira. (Opção B)
Se a distância entre a Terra e o satélite passasse a ser metade...
(A) … a intensidade da força gravítica exercida entre eles duplicava.
(B) … a intensidade da força gravítica exercida entre eles quadruplicava.
(C) … a intensidade da força gravítica exercida entre eles reduzia para metade.
(D) … a intensidade da força gravítica exercida entre eles reduzia um quarto.
7. Um aluno arrasta uma caixa de 8,0 kg sobre uma superfície horizontal exercendo uma força

constante F de 50 N segundo uma direção que faz um ângulo de 21° com a horizontal. A
intensidade da força de atrito que atua sobre a caixa é igual a 30 N.
7.1. Selecione a opção que corresponde ao módulo da reação normal que atua sobre a caixa.
(Opção A)
(A) 62 N
(B) 33 N
RN + F y - F g = 0
= 50 × sin 21º =17,9 N
(C) 80 N
RN + 17,9 - 80 = 0
Fg = 8,0 × 10 = 80 N
(D) 98 N
RN = 80 - 17,9 = 62,1 N = 62 N
7.2. Determine o módulo da aceleração da caixa.
Fx - Fa = m × a
50 × cos 21º - 30 = 8,0 ×
a = 2,1 ms-2
8. Um corpo de massa 2 kg sobe um plano inclinado sujeito a uma força constante de 20 N e a uma
força de atrito cuja intensidade é 25% da reação normal.
50º
40º
40º
40º
Selecione a opção que completa corretamente a seguinte afirmação: "A intensidade da força de
atrito é dada pela expressão… (Opção D)
(A)
(B)
(C)
(D)
Fa = 0,25 m g sen 40º
Fa = 0,25 m g
Fa = 25 m g
Fa = 0,25 m g cos 40º
Fa = 0,25 × RN
Fa = 0,25 × mg cos 40º
FgN = mg cos 40º
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1. Alguns parques de diversões têm uma atração em forma de V que dispõe de um carrinho onde
os passageiros, firmemente amarrados, sobem até um dos topos do V para depois serem
largados. A figura ilustra uma dessas atrações. Considere que o carrinho parte do repouso em
A. Considere também desprezáveis as forças dissipativas no percurso de A a C
9.1. Selecione, das seguintes opções, a que traduz a relação entre a energia potencial gravítica do
carrinho nas posições A e B. (Opção C)
7
8
(B) E pgA 8 E pgB
(A) E pgA   E pgB
=
8
7
(D) E pgA  7  E pgB
(C) E pgA   E pgB
=
9.2. Suponha que o carrinho parte de uma altura de 6,0 metros, determine a velocidade com que o
carrinho atinge o ponto B.
EmA = EmB
EcA + EpA = EcB + EpB
+ mghA =
+ 2×10×6 =
+ mghB
+ 10× ×6×2
= 120 - 105
= 3,9 ms-1
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2. Para estudar experimentalmente as leis de Newton, no laboratório fez-se a montagem
representada na figura. Usou-se um sensor de movimento, um carrinho com rodas de baixo
atrito, uma roldana muito leve, com atrito desprezável, e um fio também de massa
desprezável.
Suspendeu-se um bloco, de massa 761,2 g, ligado pelo fio ao carrinho na horizontal, e quando se
largou o bloco ambos se moveram. A massa do carrinho era de 501,5 g. Após recolha de dados do
movimento do carrinho, elaborou-se o gráfico que a seguir se apresenta.
10.1. Selecione a única alternativa que inclui o instante em que o bloco B embate no solo.
(Opção B)
(A) [0,20; 0,30] s
(B) [0,75; 0,80] s
(C) [0,80; 1,20] s
(D) [1,20; 1,60] s
Porque quando embate no solo o carrinho deixa de estar
atuado por forças segundo o eixo dos xx porque a tensão
do fio deixa de existir. Isso acontece um pouco antes do
instante t = 0,8 s.
10.2. Calcule o módulo da força resultante sobre o carrinho quando ele está acelerado.
Apresente todas as etapas de resolução.
Fr = m × a
=
Fr = m × a
Fr = 0,5015 × 5,8 = 2,91 N
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10.3. Considerando o intervalo de tempo enquanto o bloco ainda não tocou no solo selecione a
alternativa que se verifica para esse intervalo de tempo. (Opção A)
(A) A força que o fio faz sobre o bloco é menor do que o seu peso.
(B) A força que o fio faz sobre o bloco é igual ao seu peso.
(C) A força que o fio faz sobre o bloco é maior do que o seu peso.
(D) A força que o fio faz sobre o carro tem um valor igual ao do peso do corpo em queda.
10.4. Justifique por que motivo se teve o cuidado de utilizar um fio com um comprimento que
permitisse ao bloco B embater no solo antes de o carrinho C chegar ao fim da superfície
horizontal, sobre a qual se movia.
O fio tem que ter um comprimento que permita mostrar que na presença de uma força
constante (tensão do fio) o corpo se desloca com movimento retilíneo uniformemente
variado. Porém o objetivo da experiência era o de mostrar a lei da inércia, isto é, mostrar que
quando o bloco B bate no solo (a tensão do fio deixa de atuar no carrinho) o carrinho
continua a deslocar-se com movimento retilíneo uniforme. Por isso o comprimento do fio
deve ser tal que permita que o carrinho se desloque sobre a mesa (na ausência da tensão do
fio) durante um pequenino intervalo de tempo.
10.5. Determine a altura inicial, h, do bloco ao chão. Apresente todas as etapas de resolução.
A altura h é exatamente igual à distância percorrida pelo carrinho com movimento retilíneo
uniformemente acelerado. A distância percorrida pelo carrinho com m.r.u.a é igual à área do
triângulo (∆S) representada na figura.
= 0,88 m
FIM
Questões
Cotação
1.1
4
1.2
6
2
8
3.1
5
3.2
8
3.3
8
4.1
8
4.2
10
Questões
Cotação
4.3
8
10.1
8
4.4
5
10.2
8
4.5
8
4.6
8
10.3
8
5
5
10.4
8
6.1
5
6.2
8
6.3
4
6.4
8
7.1
8
7.2
10
8
8
9.1
8
10.5
8
8/8
9.2
10