Ficha - MCU

ESCOLA SECUNDÁRIA DE PENAFIEL Ficha de trabalho – Física 11º ano MCU – Movimento Circular Uniforme Ano lectivo: 2009/2010

Área de Projecto

1. Indique as afirmações verdadeiras e falsas, justificando a opção feita: A. Uma partícula pode descrever uma circunferência com movimento uniforme. B. O movimento circular uniforme não tem

aceleração. C. O período de um movimento circular é o

intervalo de tempo necessário para o móvel descrever uma volta completa. D. No M.C.U., o vector velocidade é constante em

direcção, sentido e módulo. E. No M.C.U., o móvel tem duas velocidades: a

linear e a angular. F. A frequência de uma partícula com M.C.U. é directamente proporcional ao quadrado do

período. G. A aceleração tal como a força é centrípeta. 2. Um satélite artificial está a 700 km da superfície terrestre e descreve, aproximadamente,

uma circunferência. O satélite orbita em torno da Terra com um período de 100 minutos. Calcule o módulo da velocidade linear do satélite, sabendo que o raio da Terra é, aproximadamente, 6400 km. 3. Um corpo descreve circunferências, cujo raio é 15 cm, numa superfície horizontal sem

atrito. O corpo descreve 15 voltas por minuto animado de M.C.U.. Os pontos A, B e C distam do centro da circunferência, respectivamente, 5 cm, 10 cm e 15 cm. Calcule para cada ponto: 3.1. O período. 3.2. O módulo da velocidade linear. 3.3. A velocidade angular. 3.4. Caracterize os vectores velocidade e aceleração centrípeta do ponto C. 4. A Terra roda uniformemente à volta do eixo, dando 1 volta em 24 horas. Pede-se: 4.1. O período do movimento de rotação da Terra. 4.2. A velocidade angular da Terra. 3

4.3. A velocidade linear de um ponto do equador dado o raio equatorial, r=6,4x10 km. 5. Uma partícula com trajectória circular de diâmetro 2,0 m tem uma velocidade angular -1

constante de 15,7 rad s . 5.1. Qual o comprimento do arco descrito em 2,0 s. 5.2. Qual a amplitude do ângulo correspondente? 5.3. Quantas voltas dá em 2,0 s? 6. Um ratinho de corda 100 g move-se numa trajectória circular sobre uma mesa horizontal,

preso a um fio que tem a outra extremidade fixa num ponto da mesa. 6.1. Que forças actuam no ratinho? Página | 1

6.2. Tendo o fio 30 cm de comprimento, qual a velocidade angular máxima que o ratinho

pode ter sabendo que o fio parte para tensões superiores a 0,04 N? 7. Uma partícula de massa 2,0 kg, com trajectória circular de raio 20 cm, tem uma velocidade -1

angular constante de /8 rad s . 7.1. Qual o comprimento do arco descrito pela partícula em 4,0 s? 7.2. Calcule, em graus, a amplitude do ângulo correspondente ao arco descrito em 4,0s. 7.3. Determine a norma do vector aceleração centrípeta da partícula. 7.4. Calcule a intensidade da resultante das forças que act uam na partícula. 8. Um carro de corrida, quando descreve uma curva perfeitamente circular da pista, adquire -2

aceleração centrípeta de módulo 50 m s . 8.1. Qual o módulo da velocidade linear, supostamente constante, com que o carro

descreve a curva, cujo raio é 200 m. 8.2. Se descrever uma curva de raio menor, com a mesma velocidade, o módulo da

aceleração centrípeta é maior, menor ou igual ao indicado na alínea anterior? Justifique. 9. Considere um relógio de quartzo, que possui ponteiros das horas, dos

minutos e dos segundos. Calcule: 9.1. O período de cada um dos ponteiros; 9.2. A frequência do movimento de cada um dos ponteiros. 10. Considere um automóvel que descreve uma trajectória circular, com uma velocidade -1

linear constante, cujo valor é 25 m s . O raio da trajectória mede 75 m. 10.1. Calcule o valor da aceleração centrípeta. 10.2. Determine a velocidade angular. 10.3. Qual o ângulo descrito, em graus, em 5 s de movimento? 11. Considere um satélite que descreve uma órbita circular em torno da Terra, a uma altura 3

-1

igual ao seu raio, com uma velocidade linear de 8,0 x 10 m s . Considere que o raio da Terra tem o valor de 6370 km e calcule: 11.1.

A velocidade angular;

11.2.

O período.

11.3.

A frequência;

11.4.

A aceleração centrípeta

12. Um relógio funciona durante um mês (30 dias). Neste período o ponteiro dos minutos

terá dado um número de voltas igual a: a) 3,6 . 10

2

b) 7,2 . 10 c) 7,2 . 10

2

3

d) 3,6 . 10

5

5

e) 7,2 . 10

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13. A ordem de grandeza da velocidade angular de rotação da Terra, em rad/s, é: a) 7,27x10

-4

b) 7,27x10 c) 7,27x10

-3

-1

d) 7,27x10 e) 7,27x10

7

-5

14. Duas polias de raios R 1 e R2 estão ligadas entre si por uma correia. Sendo R 1 = 4R2

e sabendo-se que a polia de raio R 2 efectua 60 rpm, a frequência da polia de raio R 1, em rpm, é: a) 120 b) 60 c) 30 d) 15 e) 7,5

15. Um corpo, de massa 200g, em movimento circular uniforme, descreve uma circunferência

de raio 50,0 cm em 10,0 s. Complete as seguintes frases, de modo a obter a firmações cientificamente correctas. a) O período do movimento é de ___________ e a frequência é de _____________ r.p.m. b) A velocidade angular da partícula é _____________ e a aceleração centrípeta tem de

valor ___________________. ___________________. c)

A força a que a partícula está sujeita tem direcção ___________ e sentido _________.

16. Uma partícula, de massa g, que executa 150 r.p.m., descreve uma trajectória circular de

raio 2,0 m. Das afirmações que se seguem, indique as duas verdadeiras. -3 a) O período do movimento é 7,0 x 10 s. -1

b) O valor da velocidade tangencial é 31,4 m s . c)

2

-2

O valor da aceleração centrípeta é 9,4 x 10 m s . 2

d) A intensidade da força centrípeta é 2,5 x 10 N. -1

e) A velocidade angular é 31 rad s .

17. Complete as frases seguintes, de modo a obter afirm ações cientificamente correctas. a) No movimento circular uniforme a ____________ é perpendicular, em relação ao vector

velocidade, o seu vector é igual a _____________. b) A velocidade,

, no movimento circular uniforme é _____________ à trajectória em cada

 

instante; varia em _____________ _____________ e o valor é ____________.

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18. Considere os dois automóveis A e B da figura, descrevem uma curva.

Em determinado instante, o automóvel B ultrapassa

o

automóvel

A

descrevendo estes, um raio de 77 m e 70 m, respectivamente. O automóvel A viaja a uma velocidade

de

54

km/h,

determine a velocidade mínima necessária

para

que

o

automóvel B ultrapasse o A.

19. Refira as aplicações dos satélites geoestacionários e o impacto que tiveram no

desenvolvimento tecnológico.

20. Classifique como verdadeira ou falsa, cada uma das seguintes aplicações dos satélites

estudados: A. Os satélites permitem medições regulares de temperatura dos oceanos, gelos polares e

zonas costeiras. B. Prevenção de poluição através de observações atmosféricas. C. Estudo das emissões de azoto a partir das áreas florestais ardidas. D. Os satélites têm centros de comunicação entre a Terra e o satélite. E. Os satélites de orbita polar dão órbitas em torno da Terra, com uma rotação circular

perfeita, sendo síncronas com o sol. F. Há satélites que observam o sol e os ventos solares para estudos sobre o clima dentro da

atmosfera.

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