PROVA 11 5/10 Págs.
EXAME NACIONAL DO ENSINO SECUNDÁRIO
12.' Ano de Escolaridade (Decreto-Lei n.O 286189, de 29 de Agosto)
Cursos Gerais e Cursos Tecnológicos
Duração da prova: 120 minutos
2002
I." FASE
I." CHAMADA
r ~ ~ s ii o
PROVA ESCRITA DE F~SICA
Na sua folha de respostas, indique
claramente a versão da prova.
A ausência desta indicação implicará a
anulação de todo o GRUPO I.
V.S.F.F.
115.v111
A prova é constituída por três Grupos: I , I1 e 111.
O Grupo Item seis itens de escolha múltipla.
Os Grupos I1 e 111 incluem questões de resposta aberta,
envolvendo cálculos elou pedidos de justificação.
O Grupo I11 inclui questões relativas a uma actividade
experimental.
A ausência de unidades ou a indicação de unidades
incorrectas, no resultado final, terá a penalização de um
ponto.
Utilize para o módulo da aceleração da gravidade g = 10 m s - ~
GRUPO I
Para cada um dos seis itens deste grupo são indicadas cinco hipóteses, A,
B, C, D e E, das quais só uma está correcta.
Escreva, na sua folha de respostas, a letra correspondente a hipótese que
seleccionar como correcta para cada questão.
Não apresente cálculos.
1. A figura 1 representa o perfil vertical de duas escadas rolantes que deslizam com velocidades de
módulos constantes e iguais, em relação a Terra.
Um utente A utiliza a escada que sobe e, simultaneamente, um utente B utiliza a escada que desce.
Ambos os utentes permanecem imóveis em relação aos degraus.
De acordo com o referencial da figura 1, quais as caracteristicas que se podem atribuir a velocidade,
+
V A , B , do utente A em relação ao utente B?
OP paralelo a MN
(A) Horizontal com sentido positivo.
OM paralelo a PN
(6) Horizontal com sentido negativo.
õ p = F ~ = @ = õ ~
(C) Vertical com sentido negativo.
(D) Vertical com sentido positivo.
(E)
VA.B =
0
X
Fig. 1
2. Um bloco A, com momento linear P A , colide frontalmente, sem intervenção de forças exteriores, com
um bloco B inicialmente em repouso. Durante a colisão, a variação do momento linear do bloco A
é ~
3 O momento
~
.
linear de A e a sua variação estão representados pelos seguintes vectores:
-
Considere desprezáveis os efeitos do atrito.
Qual dos seguintes vectores representa o momento linear do bloco B imediatamente após a colisão?
(4
(B)
(C)
(W
(E) Vector nulo.
V.S.F.F.
115.v113
3. No sistema cubo 1 + fio + cubo 2, representado na figura 2, o fio e a roldana são ideais e os efeitos
da resistência do ar e do atrito de deslizamento no plano horizontal são desprezáveis.
As massas dos cubos 1 e 2 são, respectivamente, ml e m2.
Fig. 2
Qual das seguintes expressões permite calcular o módulo da aceleração, a, do sistema?
(A) a =
m1
+
m2
g
'772
(B) a =
ml
+
m2
g
"'1
(C) a =
m2
+
9
m2
+
m2
m1
(D) a =
"'1
ml
9
4. Observe a figura 3 e os dados nela inseridos.
Admita que os corpos X e Y são maciços e que têm igual volume.
x
- água
água
Fig. 3
Qual das seguintes afirmações é verdadeira?
(A) A força gravitica que actua no corpo Y é menor do que a força gravítica que actua no corpo X.
(B) A impulsão exercida sobre o corpo X é igual a impulsão exercida sobre o corpo Y.
(C) A impulsão exercida sobre o corpo X é menor do que a impulsão exercida sobre o corpo Y.
(D) Os corpos X e Y são feitos da mesma substância.
(E) A massa volúmica da substância que constitui o corpo X é maior do que a massa volúmica da
substância que constitui o corpo Y.
5. Um corpo a distância R do centro da Terra é actuado pela força gravítica de módulo F,.
Qual e o módulo da força gravítica exercida no mesmo corpo, quando este está a uma distância 3R
do centro da Terra?
V.S.F.F.
115.v115
6. Duas placas condutoras, M e N, planas e paralelas (figura 4) encontram-se a distância d o , sendo E.
o modulo do campo eléctrico uniforme criado entre as placas e AVo o módulo da diferença de
potencial eléctrico entre elas.
Fig. 4
Tendo em conta as legendas dos gráficos, seleccione aquele que traduz uma relação verdadeira
entre os módulos das grandezas representadas, quando se afastam as placas ou se aumenta a
diferença de potencial eléctrico entre elas.
do
Mantendo constante A V
Av,
Mantendo constante d
d
Mantendo constante AV
AV
Mantendo constante d
Mantendo constante d
GRUPO I1
I
Apresente todos os cálculos que efectuar.
1. Duas crianças, A e B, cada uma em sua janela, lançam simultaneamente uma bola para a rua cujo
pavimento e considerado horizontal.
Tomando como referência o sistema de eixos indicado na figura 5, a velocidade inicial da bola lançada
= 3,Oé, + 3,O éy(m s-I).
por A e GOA= 2.0 2, (m s-') e a velocidade inicial da bola lançada por 6 e goB
As bolas atingem a rua no mesmo instante, caindo a bola lançada por A a 2,O m da vertical de
lançamento. Considere desprezáveis os efeitos das forças resistentes.
1.1. Calcule, em relação a rua, a coordenada yo da posição de cada lançamento.
1.2. Qual é a velocidade da bola lançada por B no instante em que esta
atinge a altura máxima? Justifique.
1.3. Calcule o módulo da velocidade da bola lançada por B ao atingir
O solo.
t
'
o
Fig. 5
2. Observe a figura 6 .
Sobre uma roldana de raio R = 5,O cm e massa M = 1,5 kg está enrolado um fio, de massa
desprezavel, em cuja extremidade está preso um corpo A de massa rn = 0,50 kg.
Num dado instante, o corpo A é largado, a partir do repouso, e desce 2,O m no primeiro segundo de
movimento. Considere que não há deslizamento do fio sobre a gola da roldana.
2.1. Represente as forças que actuam no corpo A,
durante a descida, e faça a respectiva
legenda. Tenha em atenção o tamanho
relativo dos vectores.
2.2. Calcule o módulo da resultante das forças que
actuam no corpo A, durante a descida.
2.3. Represente as forças aplicadas na roldana
durante a descida, e faça a respectiva legenda.
2.4. Determine, em relação ao ponto 0, o momento da força aplicada na roldana, responsável
pela sua aceleração.
Fig. 6
Se não resolveu a questão 2.2., considere 3,O N o módulo Ida resultante das forças que actuam
no corpo A, durante a descida.
V.S.F.F.
11 5.v117
-+
3. Um electrão penetra num campo magnético uniforme, B = 1,20
7= 1,50 x 10'
6 (T), com
uma velocidade
i$(m s-'). Considere desprezáveis outras interacções possíveis.
3.1. Calcule o módulo da força magnética a que o electrão fica sujeito.
3.2. Em relação a um sistema de eixos xOy, a sua escolha, esboce a forma da trajectória do
1
electrão durante
período e o sentido em que a trajectória é descrita.
2
3.3. Justifique por que razão o movimento é uniforme.
3.4. Calcule o raio da trajectória descrita pelo electrão.
-+
3.5. Um protão penetra no referido campo magnético, B , nas mesmas condições do electrão
3.5.1. Represente, em relação ao sistema de eixos escolhido anteriormente, a trajectoria
1
descrita pelo protão durante
período e o sentido em que é descrita.
2
3.5.2. Registe duas diferenças entre a trajectória do protão em relação a trajectória do electrão.
GRUPO I11
I
Apresente todos os cllculos que efectuar.
I
Um grupo de alunos pretende estudar algumas propriedades das forças de atrito, tendo efectuado três
ensaios para cada uma das situações A e B, esquematizadas nas figuras 7 e 8, utilizando o mesmo
corpo apoiado em faces diferentes.
Na situação A, o corpo está apoiado na face de menor área sobre um tampo horizontal de madeira;
na situação B, o corpo está apoiado na face de maior área sobre um tampo horizontal de feltro.
Em cada uma das situações representadas, os alunos foram puxando o corpo paralelamente ao tampo
da mesa e mediram, para cada ensaio, a força máxima que corresponde a situação do corpo se
encontrar na iminência de se mover.
Situação A
Situação 6
tampo de madeira
Fig. 7
tampo de feltro
Fig. 8
Situação A
1
Ensaio
Força aplicada
1
3
2
1
521
5-27
1
525
1
Situação B
1
Ensaio
Força aplicada
1
3
2
11.50
/
11.02
1
11.50
1
1. Os valores da força aplicada na situação A são diferentes dos valores da força aplicada na situação B,
quando o corpo está na iminência de se mover. A que se deve essa diferença de valores?
2. Com base nos registos referentes a situação B e no valor da massa do corpo, m = 2,Okg, calcule:
2.1. para cada um dos ensaios, o valor do coeficiente de atrito estático entre os materiais que
constituem as superfícies em contacto;
2.2. o valor do coeficiente de atrito estático e a respectiva incerteza absoluta;
2.3. o valor da incerteza relativa, expressa em percentagem, que afecta o valor do coeficiente de
atrito.
FIM
V.S.F.F.
115.V1/9