APSA F1 deslocamento velocidade aceleração - Física

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APSA F1 deslocamento velocidade aceleração - Física
FÍSICA E QUÍMICA A – 11º ANO
SALESIANOS DO ESTORIL
ESCOLA
2015/2016
A.P.S.A. F1
Movimentos: caracterização e representação
gráfica
1. Selecione a alternativa correta que completa a frase. ”Uma partícula em movimento em relação a um
dado referencial…
ABCD-
está em movimento em relação a qualquer outro referencial.
descreve a mesma trajetória em relação a qualquer outro referencial.
tem, em cada instante, a mesma posição em relação a qualquer outro referencial.
pode estar em repouso em relação a qualquer outro referencial.
2. A Terra descreve, no seu movimento de translação, uma trajetória elíptica num ano, ocupando o Sol um
dos focos. Das seguintes afirmações, indique as verdadeiras (V) e as falsas (F)
A - A distância percorrida pela Terra durante o primeiro meio ano é igual à percorrida durante o segundo
meio ano.
B - O deslocamento da Terra, em relação ao Sol, durante o primeiro meio ano é igual ao do segundo
meio ano.
C - A distância percorrida pela Terra durante meio ano é igual ao módulo do seu deslocamento em
relação ao Sol.
D - Durante o ano, a posição da Terra em relação ao Sol varia, mas a distância que os separa é constante.
E - A distância percorrida pela Terra durante um ano é igual ao comprimento da trajetória elíptica e o seu
deslocamento, em relação ao Sol, é nulo.
3. Na figura registaram-se algumas posições de uma manobra de um carro, cujas posições sequenciais estão
indicadas por ordem alfabética. Nela também estão indicados um eixo e uma escala com a menor divisão
de 10 m.
3.1. Qual foi a posição inicial do carro?
3.2. Qual foi o deslocamento total do carro?
3.3. O carro moveu-se sempre no mesmo sentido? Justifique.
4. Uma bola é lançada, verticalmente para cima, de uma janela que se encontra a 3,0 m do solo. A bola sobe
até atingir uma altura de 5,0 m em relação ao nível de lançamento, inverte o sentido do movimento e
desce até ao solo. Para responder aos itens que se seguem, considere o nível de lançamento como origem
do referencial e o sentido positivo do movimento o ascendente.
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4.1. Selecione a opção que contém os termos que devem substituir as letras (a) e (b) respetivamente.
“As coordenadas da posição da bola ao atingir a altura máxima é
é
(b)
.
(A)
8,0 m … 0 m
(B)
5,0 m … 0 m
(C)
(a)
5,0 m … 3,0 m
,e ao atingir o solo
(D)
5,0m … - 3,0m
4.2. Classifique as afirmações em verdadeiras ou falsas:
A.
B.
C.
D.
E.
O valor do deslocamento da bola ao atingir a altura máxima é de 5,0 m.
A distância percorrida pela bola desde o instante em que inicia a queda até ao instante em que
passa pelo nível de lançamento é de 10,0 m e o valor do deslocamento é de – 5,0 m.
A distância percorrida pela bola desde o instante de lançamento até ao instante em que, no seu
movimento descendente, passa pela origem do referencial é de 10,0 m e o deslocamento é
nulo.
O valor da distância percorrida pela bola no seu movimento descendente até atingir o solo é de
8,0 m e o do deslocamento é de – 3,0 m.
A distância percorrida pela bola durante todo o seu movimento é de 13,0 m e o deslocamento
total é de – 3,0 m.
5. A figura mostra um carro que se move numa pista circular de raio
500 m, demorando 1,3 minutos entre as posições A e C. O carro
não foi desenhado com a mesma escala da pista.
5.1. Quais são as coordenadas das posições A, B e C?
5.2. Represente na figura os deslocamentos de A para B e de A
para C.
5.3. Qual é o módulo dos deslocamentos referidos na alínea
anterior?
5.4. Determine o espaço percorrido entre a posição
A e B e entre a posição A e C.
5.5. Calcule a rapidez média entre as posições A e C. Apresente o resultado em m s -1 e km h-1
5.6. Determine o módulo da velocidade média entre as posições A e C.
6. O João brinca com um pequeno carro que se desloca horizontalmente e que descreve uma trajetória
retilínea. Fez-se coincidir a trajetória descrita com o eixo dos xx e, como resultado das observações do
movimento do carro, construiu-se a tabela seguinte.
6.1. Para os instantes registados na tabela, represente sobre a trajetória descrita pelo carro as posições
respetivas.
6.2. Descreva o movimento do carro durante os 6,0 s.
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6.3. Das seguintes afirmações indique as verdadeiras (V) e as falsas (F).
ABCDE-
Durante os primeiros 2,0 s de movimento o deslocamento do carro é de 0,40 m.
No intervalo de tempo de 3,0 s a 6,0 s, a distância percorrida pelo carro é de 0,10 m.
Valor do deslocamento do carro durante os 6,0 s é de 0,50 m.
A distância percorrida pelo carro durante os 6,0 s de movimento é de 1,10 m.
O valor do deslocamento do carro durante o último segundo de movimento é de – 0,10 m.
7. O Pedro tem uma pista de carrinhos circular, de raio 1,0 m. Em média um carrinho descreve uma volta
completa em 8,0 s. Para uma volta completa, determine:
7.1.
7.2.
7.3.
7.4.
O deslocamento experimentado pelo carrinho;
A distância percorrida pelo carrinho;
A velocidade média do movimento do carrinho;
A rapidez média do carrinho.
8. Das seguintes afirmações indique quais as verdadeiras (V) e quais as falsas (F).
A - O vetor velocidade média apresenta sempre o sentido do vetor deslocamento.
B - O vetor deslocamento nulo indica que a partícula esteve em repouso durante o intervalo de tempo
correspondente.
C - A velocidade instantânea é uma grandeza vetorial que, em cada instante, é tangente à trajetória.
D - O módulo da velocidade permite concluir se o movimento é, num dado instante, mais ou menos.
rápido.
E - Num movimento retilíneo, a rapidez média, num dado intervalo de tempo, é sempre igual ao módulo
da velocidade média, no mesmo intervalo de tempo.
9.
Na figura mostra-se o gráfico posição-tempo do movimento de uma partícula que descreve uma
trajetória retilínea, segundo o eixo dos xx.
9.1.
Descreva o movimento da partícula durante os 20,0 s.
9.2.
Das seguintes afirmações indique quais as
verdadeiras e quais as falsas.
A - Durante os primeiros 10,0 s de movimento, a rapidez
média da partícula é de 0,80 m.s-1
B - No intervalo de tempo de 0 s a 15,0 s o deslocamento
da partícula e a rapidez média são nulos.
C - A velocidade média da partícula durante os últimos
10,0 s de movimento é de – 0,90 m.s-1
D - Durante todo o movimento a rapidez média da
partícula é de 0,25 m.s-1
E - A velocidade média da partícula durante os 20,0 s é igual a – 0,25 m.s-1
9.3. Trace o gráfico velocidade-tempo que traduz o movimento da partícula durante os 20,0 s
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10. Para um movimento retilíneo, na horizontal, elaborou-se o gráfico da posição em função do tempo que
se apresenta.
Classifique como verdadeiras (V) ou falsas (F) as afirmações seguintes.
A.
B.
C.
D.
E.
F.
G.
H.
A velocidade variou no intervalo de tempo [0; 2]
0 movimento deu-se no sentido positivo da
trajetória no intervalo de tempo [4; 5] s.
No intervalo de tempo [2; 3] s o movimento deu-se com velocidade constante.
0 movimento foi sempre no sentido positivo.
A componente escalar da velocidade é negativa no intervalo de tempo [5; 7] s.
A distância à origem do eixo é máxima no intervalo de tempo [2; 4] s.
O espaço percorrido no intervalo de tempo [0; 2] s é maior do que no intervalo de tempo [4; 5]
O módulo da velocidade do carro, no intervalo de tempo [4; 5] s, é maior do que no intervalo de
tempo [5; 7] s.
11. Colocou-se um carro de brinquedo em movimento e elaborou-se o gráfico desse movimento. Este gráfico
permite localizar o carro no intervalo de 0 s a 13 s.
11.1.
11.2.
11.3.
11.4.
11.5.
11.6.
Indique qual o tipo de trajetória.
Em que instantes o carro cruza a origem das posições?
Calcule a componente escalar do deslocamento nos seguintes intervalos: [0; 3] s; [3; 5] s; [5; 9] s.
Qual o sentido do movimento para os intervalos de tempo anteriores?
Comente a afirmação: «Entre 0 s e 5 s o deslocamento foi nulo mas existiu movimento».
Determine o deslocamento entre 0 s e 12 s e calcule a distância percorrida.
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12. Na figura está representado o gráfico velocidade-tempo para o
movimento de uma esfera que descreve uma trajetória retilínea
durante 2,0 s.
12.1. Descreva o movimento da partícula durante os 2,0 s.
12.2. Determine a distância máxima atingida pela partícula em
relação à posição inicial (t = 0s).
12.3. Calcule o deslocamento total da esfera durante os 2,0 s.
12.4. Determine a distância percorrida durante os 2,0 s.
13. Um veículo move-se numa estrada, ao longo de uma reta
muito comprida. A sua posição em função do tempo está
representada no gráfico.
13.1. Sejam vp, vq e vr os módulos das velocidades do
veículo, respetivamente, nos pontos P, Q e R,
indicados no gráfico.
Selecione a alternativa que ordena corretamente aqueles módulos da velocidade.
(A) vq > vp > vr
(B) vp > vr > vq
(C) vq > vr > vp
(D) vq > vr > vp
13.2. Selecione a alternativa que caracteriza o movimento do veículo.
(A) 0 veículo tem um movimento curvilíneo.
(B) Antes de atingir o ponto P o veículo movia-se no sentido negativo.
(C) Para o intervalo de tempo representado houve duas inversões no sentido do movimento,
(D) No ponto P a velocidade anulou-se instantaneamente.
14. Um carro foi telecomandado num troço retilíneo
e com um sistema de recolha de dados foi
registada a sua velocidade num gráfico. O gráfico
mostra 7 s desse registo.
14.1. Descreva como variou a velocidade em função do tempo, indicando em que sentido ocorreu o
movimento.
14.2. Determine o deslocamento no sentido positivo.
14.3. Selecione a opção que indica corretamente os valores que devem preencher os espaços da frase
«... durante os 7 s o deslocamento total foi ______ para um espaço percorrido de______».
(A) 4 m...-4 m
(B) 10 m...4 m
(C) 24 m...-4 m
(D) -4 m...24 m
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15. Os gráficos x(t) da figura referem-se a movimentos de dois
comboios A e B em linhas paralelas.
Selecione a indicação correta.
(A) Em t1 ambos os comboios têm a mesma
velocidade.
(B) Ambos os comboios se moveram sempre no mesmo
sentido.
(C) Os comboios nunca têm a mesma velocidade.
(D) Ambos os comboios têm a mesma velocidade num
instante antes de t1.
16. Dois carrinhos de brinquedo, Z e W, moveram-se
em linha reta com as velocidades variando no
tempo como indicado pelo gráfico.
Indique qual dos gráficos posição-tempo A, B, C ou
D traduz o movimento dos carrinhos.
17. Um avião, para conseguir levantar voo, tem de atingir uma velocidade de 360 km/h em 40 s, partindo do
repouso. 0 Enzo Ferrari, construído em 2002 com tecnologias da Fórmula 1, consegue atingir os
162 km/h, partindo do repouso, em apenas 6,6 s. Num teste, o Ferrari, depois de atingir os 162 km/h em
6,6 s, manteve essa velocidade constante.
17.1. Calcule o módulo da aceleração média do Enzo Ferrari dos 0 aos 162 km/h.
17.2. Explique o significado físico do valor obtido para a aceleração média do Ferrari.
17.3. Quanto tempo demora o avião a atingir a velocidade de 162 km/h? Suponha que a aceleração do
avião é constante.
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17.4. Numa corrida entre o Enzo Ferrari e o avião, em que ambos partem do repouso, lado a lado, e
aceleram nas condições referidas, ao fim de quanto tempo o avião ultrapassa o Ferrari? Apresente
todas as etapas de resolução.
17.5. Qual dos seguintes gráficos poderia traduzir corretamente a velocidade do Ferrari em função do
tempo, nos primeiros 6,6 s, se a sua aceleração fosse constante?
17.6. A experiência mostra que durante os 6,6 s iniciais do movimento do Ferrari a sua aceleração
diminui. Qual dos gráficos anteriores está de acordo com este resultado experimental? Selecione a
opção correta.
18. O gráfico velocidadetempo ao lado diz
respeito ao movimento
de um automóvel num
trajeto retilíneo.
Classifique como verdadeira (V) ou falsa (F) cada uma das afirmações seguintes.
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
(F)
(G)
A aceleração tem sentido negativo nos primeiros 10 s do movimenta.
Entre 15 s e 20 s, a aceleração é constante.
O automóvel trava nos primeiros 10 s do seu movimento.
Entre 10 s e 15 s, o automóvel está parado.
Entre 5 s e 10 s, a velocidade e a aceleração têm ó mesmo sentido.
Nos últimos 10 s do movimento, a aceleração diminui no decurso do tempo.
A aceleração média entre 5 s e 10 s é -2,0 m s -2.
19. Nos Estados Unidos da América existem as corridas Drag Racer. Nestas corridas, os carros, partindo do
repouso, aceleram numa longa reta até passarem a meta. Da análise do movimento de um desses carros
conclui-se que a sua posição em relação ao ponto de partida é dada, em unidades SI, pela equação
x = 10 t2.
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19.1. Elabore o gráfico da posição em função do tempo para os primeiros 7 s.
19.2. A partir do gráfico da posição em função do tempo, calcule o módulo da velocidade a intervalos de
1 s e construa uma tabela com esses valores.
19.3. Elabore o gráfico de dispersão do módulo da velocidade em função do tempo.
19.4. Escreva a equação que traduz o módulo da velocidade em função do tempo, utilizando a regressão
adequada.
20. Uma partícula desloca-se no sentido positivo de uma trajetória retilínea, partindo do repouso, com
aceleração de valor 1,0 m s-2 durante 4,0 s. No intervalo de tempo de 4,0 s a 6,0 s, desloca-se com
movimento retilíneo e uniforme. Durante os últimos 2,0 s de movimento, desloca-se com aceleração
constante até atingir o valor da velocidade inicial. O gráfico que traduz a variação da velocidade em
função do tempo é (selecione a opção correta):
21. O gráfico abaixo mostra a velocidade como uma função do tempo para um objeto desconhecido que
percorre uma trajetória retilínea.
21.1. Descrever o movimento do objeto.
21.2. Traçar os gráficos correspondentes de posição e aceleração em função do tempo, considerando
que o corpo parte da posição da origem do referencial considerado.
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