Ficha de Trabalho de Física – 11º ano
VIAGENS COM GPS
FUNCIONAMENTO E APLICAÇÃO DO GPS
1.
A posição de um corpo pode ser conhecida através das coordenadas geográficas. Classifique as seguintes
afirmações em verdadeiras ou falsas.
A. As coordenadas geográficas são a latitude e a longitude.
B. A latitude de um ponto fica correctamente definida quando se refere a amplitude do ângulo formado
pelo Equador e pelo paralelo que passa pelo ponto.
C. A altitude de um ponto pode ser negativa.
D. Dois pontos distintos podem ter a mesma latitude e longitude.
E. Um ponto com latitude 0º encontra-se no pólo Sul.
2.
O sistema de posicionamento global (GPS) permite identificar a posição do receptor através de radiações
electromagnéticas.
2.1. Associe as frases A, B, C, D e E da coluna I aos componentes do GPS, 1, 2 e 3 da coluna II.
Coluna I
A. Distam cerca de 20 000 km da superfície da
Terra.
B. Enviam sinais de rádio.
C. Recebem sinais de quatro emissores.
D. Monitorizam órbitas e procedem a correcções.
E. Possuem relógios de quartzo.
Coluna II
1.
2.
3.
Satélites artificiais
Centro de
controlo
Receptor
2.2. Indique por que razão se utilizam quatro emissores de sinais electromagnéticos apesar da posição
poder ser determinada só com três.
3.
Corrija as seguintes afirmações:
A. A posição de um receptor de GPS é determinada através da distância entre esse receptor e um
satélite.
B. Os relógios internos dos satélites e do receptor têm que estar atrasados uns em relação aos outros,
para se poder fazer a localização do receptor.
C. O GPS só indica a posição ao nível do solo.
D. A localização com GPS é determinada com precisão, utilizando só três satélites.
E. Os satélites do GPS emitem sinais contínuos de infravermelhos.
4. Complete correctamente as seguintes frases:
A.
B.
C.
D.
Um receptor que se encontra _____________ do satélite capta o sinal 75,7 ms após ter sido emitido.
Um satélite que pertence ao GPS demora cerca de _____________ a dar a volta à Terra.
Os satélites do GPS emitem sinais de rádio com intervalos de _____________ .
Um receptor que se encontra a 18 000 km de um satélite tem o relógio atrasado 1,5 ms. A leitura da
distância é lida com um desvio de ______________ .
1
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VIAGENS COM GPS
5.
Associe os valores da coluna I aos valores da coluna II, ambos obtidos através de um GPS.
a.
b.
c.
d.
Coluna I
90 ms
0,01 s
1,0×107 m
28 000 km
A.
B.
C.
D.
Coluna II
3 mil km
33,3 ms
9,3 cs
2,7×107 m
6. Classifique as afirmações seguintes como verdadeiras ou falsas:
A.
B.
C.
D.
Os satélites de GPS emitem, em intervalos regulares, sinais de rádio.
O receptor de GPS tem possibilidade de proceder à correcção de órbitas dos satélites.
Qualquer sinal de rádio emitido por um satélite de GPS demora o mesmo tempo a atingir o receptor.
A localização de um receptor de GPS, na superfície da Terra, é obtida através da informação
proveniente de três satélites.
E. O receptor de GPS recebe a informação do satélite e descodifica-a, mas é o utilizador que procede
aos cálculos que permitem identificar a sua posição.
MOVIMENTO – TEMPO, TRAJECTÓRIA, VELOCIDADE, DESLOCAMENTO E ESPAÇO PERCORRIDO
7.
Complete as frases seguintes com as palavras instante e intervalo de tempo.
A. O ____________ de uma aula é 90 min.
B. O autocarro passa todos os dias no _____________ 10,0 h pela porta da escola.
C. A viagem de autocarro entre duas paragens dura o _____________ de 20 min.
D. Um jogo decorre num _______________ de 90 min e no ______________ 10 min foi interrompido.
8.
Corrija as afirmações falsas.
A. O tipo de trajectória que um corpo descreve só depende do próprio corpo.
B. Uma trajectória circular tem todos os pontos à mesma distância da origem do referencial.
C. A posição de um corpo, que descreve uma trajectória rectilínea é sempre identificada por uma única
coordenada.
D. A trajectória descrita por um corpo tem sempre a mesma forma independentemente da localização
do observador.
E. Um passageiro dentro de um comboio viu uma bola a percorrer uma trajectória rectilínea mas um
observador no exterior afirmou que a bola tinha percorrido uma trajectória curvilínea.
9. Para cada uma das situações seguintes indique que tipo de trajectória é descrita pelo corpo em relação ao
observador.
A. A roda de um carro em movimento observada por um passageiro que viaja num autocarro que segue
ao lado do carro.
B. Queda de um pacote de um avião observada por um observador em repouso no solo.
C. Lançamento de uma bola na vertical observada pelo atirador.
2
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VIAGENS COM GPS
D. Um carro de Fórmula 1, em competição, visto por um piloto de helicóptero que se encontra sobre a
pista.
E. Um carro de Fórmula 1, em competição, observado por um controlador que se encontra no fim da
recta de partida.
F. Uma criança a descer uma escada em caracol observada pela mãe no cimo da escada.
G. Movimento da Terra em torno do Sol, observado pelo Sol.
10. Um ratinho desloca-se no labirinto representado na figura, tendo entrado por A e saído por G.
10.1. Indique o tipo de trajectória percorrida pelo ratinho em:
a) B e C;
b) C e D;
c) E e F.
10.2. Indique as coordenadas da posição do ratinho quando se encontra no ponto C.
10.3. Faça corresponder as coordenadas (1,15 ; 0,55) a um ponto da trajectória.
10.4. Indique o vector posição do ratinho quando se encontra no ponto E.
10.5. Determine o deslocamento entre:
a) B e C;
b) C e E.
10.6. Calcule o espaço percorrido entre C e E.
11. Um atleta durante o seu treino percorre uma trajectória rectilínea, tendo sido cronometrado o tempo de
passagem em alguns locais, os quais foram registados na seguinte tabela.
x (m)
y (m)
t (s)
0,0
0,0
0,0
10,0
0,0
5,0
20,0
0,0
8,0
30,0
0,50
12,0
40,0
1,00
17,0
11.1. Escreva o vector posição do atleta para o instante 8,0 s.
11.2. Trace os gráficos
e
.
11.3. Para o movimento segundo a horizontal:
a) Determine a velocidade média do atleta ao longo do percurso;
b) Calcule o valor da velocidade
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50,0
1,50
27,0
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VIAGENS COM GPS
12. O gráfico seguinte representa a variação, em função do tempo, do valor escalar de uma pessoa que
passeia, descrevendo uma trajectória rectilínea.
Com base no gráfico, classifique as afirmações como
verdadeiras ou falsas.
A. A pessoa deslocou-se 52,5 m para a direita e 30,0 m
para a esquerda.
B. A pessoa inverteu o sentido do movimento no
instante 5,0 min.
C. Durante 10,0 min a pessoa esteve sentada.
D. O espaço percorrido pela pessoa foi 50,0 m.
E. A pessoa retardou o passo entre os instantes 5,0 e
10,0 min.
13. Um pequeno avião de aeromodelismo desloca-se 10 m para Norte, seguidamente 5 m para Oeste e
depois 15 m para Sul, antes de pousar.
13.1.
13.2.
13.3.
13.4.
Indique, justificando, se o avião atingiu o ponto de partida.
Esboce a trajectória descrita pelo centro de massa do avião.
Caracterize o deslocamento do avião.
Calcule o espaço percorrido pelo avião durante o seu voo.
14. Uma abelha desloca-se entre flores. As posições das flores estão indicadas
na figura seguinte. O trajecto que a abelha fez foi em linha recta da flor A
para a C, da C para a D e depois para a B.
14.1. Indique as coordenadas da flor B.
14.2. Caracterize o deslocamento da abelha entre C e D.
14.3. Calcule o espaço percorrido pela abelha desde a flor A até à flor B.
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15. Uma criança brinca com um carro telecomandado ao longo de uma tábua enquanto outra mede o tempo
que o carro demora a fazer diferentes percursos. Na figura representa-se o diagrama do movimento do
carro.
15.1. Indique:
a) Em que posição se iniciou o movimento;
b) O sentido do movimento entre os instantes t = 2,0 s e t = 4,0 s;
c) Em que instante passa pela origem das posições (O).
15.2. Calcule o deslocamento do carro até ao instante t = 6,0 s.
15.3. Determine o espaço percorrido nos primeiros 4,0 s de movimento.
15.4. Indique o intervalo de tempo em que o carro tem maior velocidade média. Justifique a sua resposta.
16. A tabela refere as coordenadas do movimento de uma toupeira que se desloca em linha recta até à toca
de um grilo.
x (cm)
t (s)
16.1.
16.2.
16.3.
16.4.
0,0
0,0
15,0
10,0
25,0
20,0
28,0
30,0
30,0
40,0
45,0
50,0
50,0
60,0
Trace o gráfico posição-tempo.
Calcule o valor da velocidade da toupeira no instante t = 20,0 s e t = 50,0 s.
Represente o vector velocidade no instante t = 50,0 s.
Calcule o deslocamento da toupeira até atingir a toca do grilo.
17. Na tabela estão representados os valores da posição do centro de massa de um ciclista que se desloca em
linha recta.
x (m)
t (s)
0,0
0,0
4,0
10,0
10,0
20,0
20,0
30,0
15,0
40,0
10,0
50,0
0,0
60,0
-3,0
70,0
-10,0
80,0
1,0
90,0
17.1. Trace o gráfico da posição em função do tempo.
17.2. Indique os instantes em que o ciclista inverte o sentido.
17.3. Indique um intervalo de tempo em que o ciclista se desloca no sentido negativo da trajectória.
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8,0
100,0
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18. O gráfico seguinte representa o movimento de uma partícula que descreve uma trajectória rectilínea.
18.1. Descreva o movimento da partícula.
18.2. Determine os vectores velocidade nos instantes t = 4,0 s e t = 6,0 s.
19. Esboce os gráficos
e
para cada uma das seguintes situações:
A. Um atleta inicia o seu movimento 20 m à frente da linha de partida, demorando 30 s a atingir a
velocidade de 7,0 m/s, o que se verifica a 125 m da linha de partida. Depois, desloca-se com
velocidade constante durante 50 s, percorrendo 300 m e, por fim, demora 20 s a parar, a 500 m da
linha de partida.
B. Lança-se uma bola ao longo de uma calha rectilínea. A bola parte do repouso e atinge a velocidade
de 2 m/s ao fim de 15 s, quando passa pela posição 20 m. De seguida passa por uma zona de areia
com 30 m de extensão e a sua velocidade diminui para 1 m/s, demorando 30 s a percorrê-la.
20. O movimento rectilíneo de uma bola é descrito pelo seguinte gráfico:
20.1. Descreva o movimento da bola.
20.2. Indique em que intervalo de tempo a velocidade varia mais rapidamente.
20.3. Determine o espaço percorrido pela bola:
a) No sentido positivo da trajectória;
b) No sentido negativo da trajectória.
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21. A tabela contém valores da velocidade de um carro que se desloca em linha recta.
v (m/s)
t (s)
21.1.
21.2.
21.3.
0,0
0,0
27,0
10,0
32,0
20,0
32,0
30,0
32,0
40,0
35,0
50,0
30,0
60,0
25,0
80,0
20,0
90,0
Trace o gráfico
.
Determine o deslocamento do carro.
Indique em que instante o carro fica em repouso se se mantiver a mesma variação de velocidade que
se verificou no intervalo [80,0 ; 90,0] s.
22. Classifique como verdadeiras ou falsas as seguintes afirmações:
A. A velocidade é uma grandeza escalar tangente, em qualquer ponto, à trajectória.
B. A velocidade altera-se se a direcção se alterar, mesmo que o módulo permaneça constante.
C. A velocidade com valor escalar negativo indica que o corpo se desloca no sentido negativo da
trajectória.
D. A velocidade tem sentido oposto ao do movimento.
E. Num movimento circular a velocidade é constante desde que o seu módulo não varie.
F. Dois carros que se movimentam com velocidades de módulo igual, deslocam-se sempre no
mesmo sentido da trajectória.
23. Observe o gráfico seguinte que traduz a variação da velocidade, em função o tempo, dos centros de
massa de dois corpos, A e B.
Com base na análise do gráfico, corrija as afirmações falsas.
A. No instante em que se iniciou a contagem do tempo o corpo B estava em repouso e o corpo A
deslocava-se no sentido negativo da trajectória.
B. Ambos os corpos invertem o sentido do movimento.
C. Os corpos encontram-se no instante t 0 2,0 s.
D. A velocidade de A diminui até ao fim do movimento.
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