A Questão de Aula

Eu e a Física 12[pic 1]

   QA        Questão de Aula

Escola                                                                                                                                   Data                                              Nome                                                                                                                                    N.º                   Turma                   Professor                                                                                                                   Classificação                                          

Utilize apenas caneta ou esferográfica de tinta indelével azul ou preta. Pode utilizar régua, esquadro, transferidor e máquina de calcular.[pic 2][pic 3]

Não é permitido o uso de corretor. Em caso de engano, deve riscar, de forma inequívoca, aquilo que pretende que não seja classificado.

Escreva de forma legível a numeração dos itens, bem como as respetivas respostas. As respostas ilegíveis ou que não possam ser identificadas são classificadas com zero pontos.

Para cada item, apresente apenas uma resposta. Se escrever mais do que uma resposta a um mesmo item, apenas é classificada a resposta apresentada em primeiro lugar.

Para responder aos itens de escolha múltipla, escreva, na folha de respostas:

• o número do item;

• a letra identificativa da única opção válida.

Nos itens de resposta aberta de cálculo, apresente todas as etapas de resolução, explicitando todos os cálculos efetuados e apresentando todas as justificações e/ou conclusões solicitadas.

As cotações dos itens encontram-se no final do enunciado.[pic 4]

A questão de aula termina com a palavra FIM.

GRUPO I

1. Um bloco, de massa [pic 5], é lançado da base de um plano inclinado com atrito, conforme representado na figura. Considere [pic 6].

[pic 7] 

1. Na situação descrita, a relação entre o módulo da força normal, [pic 8], e o módulo do peso do bloco, [pic 9], é:

1. [pic 10]
2. [pic 11]
3. [pic 12]
4. [pic 13] X

Opção (D).

Na direção vertical não há movimento, pelo que a resultante das forças nessa direção é nula. Assim:

[pic 14]

1. Sabendo que a altura é [pic 15] e que o coeficiente de atrito cinético entre o bloco e o plano é [pic 16], determine o valor da velocidade com que o bloco deve ser lançado de forma a atingir o topo do plano com velocidade nula.

O valor da aceleração do bloco é dado por:

[pic 17]

Substituindo pelos valores, tem-se:

[pic 18]

Na direção do plano, o movimento é uniformemente retardado, pelo que:

[pic 19]

Ao atingir o topo, [pic 20], pelo que o tempo de subida será dado por:

[pic 21]

Como, para este movimento, é [pic 22], vem, no topo do plano:

[pic 23]

1. Aplicando uma força [pic 24], paralela ao plano, é possível fazer subir o bloco com movimento uniforme. Determine essa força.

De acordo com a 1.ª Lei de Newton, nesta situação, a resultante das forças deverá ser nula. Assim:

[pic 25]

Substituindo pelos valores, tem-se:

[pic 26]

Assim, no referencial do problema:

[pic 27]

1. Se o bloco fosse substituído por outro de igual massa, mas com metade da área de superfície em contacto com o pavimento, mantendo as restantes condições iniciais, o valor da força de atrito....

1. … seria o mesmo, para o mesmo valor de θ. X 
2. … diminuiria para metade, para o mesmo valor de θ.
3. ... diminuiria para metade, independentemente do valor de θ
4. ... seria o mesmo, independentemente do valor de θ.

Opção (A).

A força de atrito não depende da área (aparente) de contacto das superfícies, no entanto, é diretamente proporcional à intensidade da normal, sendo neste caso: [pic 28]. Assim, a única opção correta é a (A).

GRUPO II

1. Um bloco A, de massa [pic 29], abandonado numa calha sem atrito, desce-a e colide horizontalmente com outro bloco B, com três vezes mais massa do que A, que se encontrava em repouso num plano horizontal, conforme ilustrado na figura. Considere [pic 30].

[pic 31]

1. Relativamente ao bloco A, durante a sua descida, verifica-se que…

1. … há conservação da energia mecânica e do momento linear.
2. … não há conservação da energia mecânica, mas há conservação do momento linear.
3. … não há conservação da energia mecânica nem do momento linear.
4. … há conservação da energia mecânica, mas não há conservação do momento linear. X 

Opção (D)

As únicas forças que atuam durante a descida do bloco A são o peso e a normal. Como a normal não realiza trabalho, por ser sempre perpendicular ao deslocamento, e o peso é uma força conservativa, conclui-se que há conservação da energia mecânica. Durante a descida do bloco A, a velocidade vai aumentando e mudando constantemente de direção até atingir a superfície horizontal, pelo que o momento linear não se conserva.