Ficha Global e Correção - Fisica 10 e 11º Ano

1. A energia solar parece ser no nosso país uma das mais promissoras e lucrativas. Devido a este excelente recurso energético à nossa disposição muitas horas por ano e muito superiores à maioria dos países da União Europeia, a energia solar tem-se revelado proveitosa e mais barata que a eólica. Considera um coletor solar com uma área de 3 m2 que recebe radiação solar com uma potência média de 900 W/m2. A energia transferida é utilizada para aquecer 120 Kg de água, que se encontra num depósito, à temperatura de 15°C. 1.1 Determine: 1.1.1 [8 pontos] A energia recebida pelo coletor, durante 3 horas de insolação. 1.1.2 [14 pontos] A temperatura a que fica a água contida no depósito, após as três horas de funcionamento. Considere que a transferência de energia se fez com um rendimento de 20 %. (c água = 4,18 x 103 JKg-1K-1 ) 1.2 [8 pontos] Numa instalação solar térmica, as perdas de energia poderão ocorrer de três modos: condução, convecção e radiação. Desta forma pode-se dizer que os tubos, no interior do coletor, são feitos de cobre para melhorar a transferência de calor para a água por: A – radiação. B – convecção. C – condução. D – condução e convecção. 2. Nos seus estudos sobre movimento dos corpos, Galileu terá idealizado experiências utilizando planos inclinados. Analogamente, é habitual usar, nos laboratórios das escolas, calhas para o estudo dos movimentos. A figura seguinte representa uma calha, inclinada entre os pontos A e B, que termina num troço horizontal BC. O plano AB tem 30°de inclinação e 4 m de comprimento.

Considere um bloco, de massa 5 Kg, largado no ponto A e a deslizar 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. 2.1 [8 pontos] Represente, num esquema, as forças que atuam no bloco, no plano inclinado AB e no troço horizontal BC. 2.2 [8 pontos] O valor da energia que o bloco possui em A é de: A – 10 J

B – 100 J C – 200 J D – 120 J 2.3 [8 pontos] Considerando o sentido descendente como positivo, as equações x(t) e v(t) do movimento do bloco para determinar o valor da velocidade com que o corpo chega ao ponto B, são respectivamente: A – x(t )  2  2t  5t 2 ; v(t )  2t B – x(t )  2  2,5t 2 ; v(t )  5t 2 C – x(t )  2  2,5t 2 ; v(t )  10t D – x (t )  2,5t 2 ; v(t )  5t 2.4 [8 pontos] Determina a intensidade da força de reação normal que o plano AB exerce sobre o bloco. 2.5 [8 pontos] O trabalho realizado pela força de reação normal, determinada na alínea anterior, tem o valor de: A – 43,3, J B – 25 J C–0J D – 100 J 2.6 [14 pontos] Calcula o tempo que o bloco demora a percorrer o troço BC, apresentando todas as etapas de resolução. 3. Um jogador pretende lançar uma pequena bola de massa 200g, em duas situações distintas I e II. 3.1 Na situação I, a bola é lançada verticalmente para cima, com velocidade inicial de módulo 2,0 m/s. Considere o sentido positivo de baixo para cima e desprezável o efeito da resistência do ar. 3.1.1 [8 pontos] A altura máxima atingida pela bola, em relação ao nível do lançamento é de: 4

2

2 A - h  g  5 ( g )

4

2

2 C - h   g  5 ( g )

4

2

2 B - h  g  5 ( g )

4

2

2 D - h   g  5 ( g )

3.1.2 [8 pontos] Selecione a única alternativa que apresenta os gráficos que melhor traduzem as componentes escalares da velocidade, vy, e da aceleração, ay, em função do tempo, t, durante a ascensão e queda da bola.

3.2 Na situação II, o jogador lança, horizontalmente, a bola com velocidade 20 m/s, a um colega que dista de si 12 m, como mostra a figura.

3.2.1 [12 pontos] Determina o tempo que a bola levou até ser apanhada pelo segundo jogador. 3.2.2 [8 pontos] Classifica o movimento da bola segundo a horizontal e segundo a vertical. 3.2.3 [8 pontos] Desprezando a resistência do ar pode-se dizer-se que a energia mecânica da bola ao ser lançada pelo jogador é igual à energia mecânica da bola quando esta é recebida pelo outro jogador. Justifica a veracidade da seguinte afirmação. 4. Uma onda periódica sinusoidal é descrita pela função: y = 0,5 sin ( 8π t) ( S.I. ) 4.1 [8 pontos] Seleccione a a opção que contem os termos que devem substituis as letras ( a) e ( b),respetivamente. A amplitude de oscilação é …(a)… e a frequência é igual a …(b)….., respetivamente. A – o,5 m…..8 π rad s-1 B – 0,5 m ….. 4 Hz C – 0,5 m….40 Hz D – 0,5 m…….0,4 Hz 4.2 [12 pontos] Para o instante t =

T, determine a elongação.

4.3 [8 pontos] A velocidade de propagação da onda ao longo do eixo dos XX é de 5 m/s. Determina o comprimento da onda

5. O fenómeno do magnetismo, apesar de ser conhecido desde tempos muito antigos, apenas começou a ser estudado no século XIX. Na primeira metade desse século descobriu-se que, além dos ímanes, também as correntes elétricas produziam campos magnéticos. Estabeleceuse, assim, e pela primeira vez uma ligação entre o magnetismo e a eletricidade. 5.1 [8 pontos] Esta descoberta deveu-se a… A) Michael Faraday B) James Maxwell C) Heinrich Hertz D) Christian Orested 5.2 [8 pontos] Um fio elétrico e muito longo, percorrido por uma corrente eléctrica constante, é colocado perpendicularmente ao plano da página no ponto P. Se o campo magnético da Terra é desprezável em relação ao produzido por essa corrente, qual o(s) número(s) que indica(m) correctamente o alinhamento da agulha magnética? A- 1 e 2 B- 3 C- 1 e 3

5.3 Após a descoberta referida, supôs-se que o fenómeno contrário também ocorreria, ou seja, a variação de campos magnéticos poderiam gerar correntes elétricas, denominadas por correntes induzidas. 5.3.1 [12 pontos] Considera uma espira rectangular com dimensões 30 cm e 50 cm que está colocada numa região onde existe um campo magnético uniforme de módulo 0,2 T. Calcula o valor do fluxo magnético que atravessa a superfície limitada pela espira, quando o plano desta faz com as linhas de campo um ângulo de 60°. 5.3.2 [8 pontos] Fazendo variar a inclinação da espira, a partir de um determinado instante, o fluxo magnético em função do tempo pode ser descrito pelo seguinte gráfico:

Em qual dos intervalos de tempo seguintes o módulo da força electromotriz induzida na espira é maior

6- [8 pontos] Quando um feixe luminoso incide na superfície de separação de dois meios transparentes, ocorrem, entre outros, fenómenos de reflexão e de refração. A Figura representa um feixe luminoso, muito fino, que incide na superfície de separação de dois meios, I e II.

Selecione a única opção que identifica correctamente os meios I e II, tendo em conta os valores de índice de refracção, n, listados na Tabela. A B C D

I – óleo ; II – água. I – óleo ; II – ar. I – ar ; II – vidro. I – ar ; II – óleo.