PROVA PARA AVALIAÇÃO DE CAPACIDADE PARA FREQUÊNCIA DO ENSINO SUPERIOR DOS MAIORES DE 23 ANOS 2014/2015 Instituto Superior de Engenharia (ISE) e Faculdade de Ciências e Tecnologia (FCT) Licenciaturas em Tecnologia e Segurança Alimentar (ISE), Engenharia Civil (ISE), Engenharia Eléctrica e Electrónica (ISE), Engenharia Mecânica (ISE) e Ciências do Mar (FCT)
Componente Específica de FÍSICA E QUÍMICA Notas: 1. Este enunciado tem 10 páginas. A cotação de cada pergunta encontra-­‐se no fim da prova. O formulário encontra-­‐se nas últimas páginas. 2. Material permitido: O examinando apenas pode usar na prova, como material de escrita, caneta ou esferográfica de tinta azul ou preta. É permitido o uso de calculadora de teclado alfabético. 3. Todas as questões deverão ser respondidas na folha de respostas. GRUPO I (Física) 1.
O gráfico da figura 1 representa a posição de um jogador de futebol, ao longo do tempo, durante uma corrida num percurso retilíneo. 16
14
12
10
x/m 8
6
4
2
0
0
2
4
6
8
10
12
14
t/s
Figura 1 Página 1 de 10 Determine: a)
O espaço percorrido pelo jogado no intervalo de tempo [0, 10] s. b)
O módulo da velocidade média durante os 10 s da corrida. c)
O módulo da velocidade do jogador em cada um dos troços do percurso. 2.
Leia atentamente o seguinte texto: Conta a lenda que no seculo XVII o italiano Galileu Galilei tendo deixado cair uma pedra grande e uma pedra pequena do cimo da torre de Pisa, verificou que ambas chegavam ao chão, aproximadamente ao mesmo tempo. Qual é a pedra que deve, de facto, cair primeiro, se se ignorar a resistência do ar? A pedra grande, ou a pedra pequena? Ignorar a resistência do ar significa que se imagina que não há atmosfera. Se fizermos a experiencia na Terra, deixando cair dois objetos do mesmo material, um muito grande e outro muito pequeno, constatamos que cai primeiro o objeto maior. Somos então, levados pela intuição a concluir que devia cair primeiro a pedra grande, mesmo que se “desligasse” a resistência do ar. A natureza nem sempre está, porém de acordo com as nossas intuições mais imediatas. Se se “desligasse” a resistência do ar, a pedra grande e a pedra pequena cairiam ao mesmo tempo. No chamado “tudo de Newton” (um tudo de vidro onde se faz vácuo) pode-­‐se deixar cair, da mesma altura, objetos diferentes, por exemplo, uma chave e uma pena, e observar que chegam ao fundo do tubo exatamente ao mesmo tempo. Esse instrumento permite efetuar, em condições ideais, a hipotética experiencia de Galileu na torre de Pisa. Adaptado de Física Divertida, Carlos Fiolhais, Gradiva 1991 2.1 Com base na informação apresentada no texto, selecione a alternativa que completa corretamente a frase seguinte: Na ausência de resistência do ar, o tempo de queda de um objeto depende… a)
… da sua forma. b)
… da sua massa. c)
… da sua densidade. d)
… da altura de queda. 2.2 Considere um objeto que, após ter sido abandonado do cimo da torre de Pisa, cai verticalmente até ao solo. Sendo apreciável o efeito da resistência do ar sobre esse objeto, ele acaba por atingir uma velocidade terminal constante. Escreve um texto, no qual caracterize o movimento de queda do objeto abordando os seguintes tópicos: Página 2 de 10 •
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Identificação das forças que sobre ele atuam recorrendo à representação do diagrama de forças que atuam no objecto. Descrição, fundamentada, da variação do módulo da sua aceleração durante a queda. Identificação dos dois tipos de movimento que o objeto adquire durante a queda. 2.3 Nos seus estudos sobre movimentos, para além da experiência descrita no texto, Galileu terá idealizado outras, utilizando planos inclinados. Analogamente, é habitual usar, nos laboratórios das escolas, calhas para o estudo dos movimentos. Figura 2 A figura 2 representa uma calha, inclinada entre os pontos A e B, que termina num troço horizontal BC. A distância entre A e B é 1,5 m. Um bloco de massa 100 g, colocado no ponto A, desliza ao longo da calha, atingindo o ponto C com velocidade nula, Entre os pontos A e B considera-­‐se desprezável o atrito. Entre os pontos B e C a superfície da calha é rugosa e, por isso passa a atuar sobre o bloco uma força de atrito de intensidade 0,5 N. a)
Qual o módulo da aceleração com que o bloco atinge o ponto B. b)
Qual o módulo da velocidade com que o bloco atinge o ponto B. c)
Qual o módulo da aceleração que atua no bloco no troço BC. d)
Determine o tempo que o bloco demora a percorrer o troço BC. 3
Para a verificação do estado de conservação de estruturas subaquáticas utilizam-­‐se atualmente pequenos submarino não tripulados, dotados de camaras de TV e comandados remotamente. Um destes submarinos possui a forma de um cilindro com 2,00 m de comprimento e uma base de 0,75 m de diâmetro. 3.1 O submarino descrito irá ser usado para captar imagens da ancoragem ao fundo do mar de uma plataforma perolífera. Esta ancoragem encontra-­‐se a 200 m de profundidade. Considerando que a densidade relativa da água do oceano é de 1,08 (ou g/cm3 ou 1080 kg/m3) determine. a) Qual a pressão que o submarino irá ficar sujeito. Página 3 de 10 b) O módulo da força que se encontra sujeita uma escotilha do submarino com uma área de 0,1 m2. 3.2 Quando se encontra à superfície o submarino fica com 1/3 do seu volume fora de água. Qual o peso do submarino? GRUPO II (Química) 1 – Das afirmações seguintes, indicar as verdadeiras (V) e as falsas (F). 1.1 – O magnésio pertence à família dos metais alcalinos. 1.2 – Quanto mais energético for um eletrão num átomo, menor é a energia necessária para o remover. 1.3 – A obtenção de espectros atómicos descontínuos, quer de emissão, quer de absorção, constitui uma prova de que os eletrões nos átomos podem ter apenas certos valores de energia. 1.4 – De um modo geral, a primeira energia de ionização diminui ao longo de um grupo da Tabela Periódica. 1.5 – Em condições PTN, 0,5 mol de CO2 mais 0,5 mol de O2 ocupam 22,4 dm3. 1.6 – Há ligação química espontânea quando os átomos ligados têm menos energia do que se estivessem separados. 2 -­‐ Qual dos seguintes compostos é mais solúvel em água: metano (CH4) ou diclorometano (CH2Cl2). Justifique a sua resposta. 3. O metano é um hidrocarboneto saturado, a partir do qual se formam, por substituição, vários compostos halogenados. Qual é o nome do composto a seguir representado, de acordo com a nomenclatura IUPAC? Página 4 de 10 4. O ácido acético, CH3COOH, apresenta um cheiro muito característico, sendo um componente dos vinagres. É também um ácido correntemente usado em laboratório. A reação de ionização do ácido acético em água é uma reação incompleta, que pode ser representada por: 4.1. Selecione a única alternativa que identifica corretamente um par conjugado ácido-­‐base, naquela reação. 4.2. Desprezando a contribuição de outros ácidos presentes no vinagre, a titulação efetuada permitiu determinar a concentração de ácido acético, CH3COOH (M = 60,06 g.mol-­‐1), na solução diluída (10x) de vinagre, tendo-­‐se obtido o valor 7,8 × 10-­‐2 mol.dm-­‐3 O grau de acidez de um vinagre pode ser expresso em termos da massa de ácido acético, em gramas, existente em 100 cm3 desse vinagre. Calcule o grau de acidez do vinagre comercial utilizado. Apresente todas as etapas de resolução. Página 5 de 10 Página 6 de 10 Página 7 de 10 Página 8 de 10 Página 9 de 10 COTAÇÕES GRUPO I (Física) – 10.0 valores 1. a) 0,5 valores; b) 1,0 valor; c) 1,0 valor. 2. 2.1 0,5 valores; 2.2 1,5 valores; 2.3 a) 0,5 valores; b) 0,5 valores; c) 0,5 valores; d) 0,5 valores; 3. 3.1 a) 1,0 valores; b) 1,0 valores; 3.2 1,5 valores GRUPO II (Química) – 10.0 valores 1. 0,5 x 6 alíneas = 3 valores 2. 1,5 valores 3. 1,5 valores 4.1. 1 valor 4.2. 3 valores Página 10 de 10