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10º ano | Física | Ficha de Trabalho nº2
Tema: Energia e movimentos
1. Numa aula laboratorial, um grupo de alunos pretende
dar resposta à seguinte questão:
Como é possível que, nas montanhas-russas dos
parques de diversões, se atinjam alturas superiores à
altura da partida?
Para fazer o estudo do movimento de um carrinho numa montanha-russa, os alunos utilizaram uma calha em
que o atrito não é desprezável e um carrinho com 50g de massa. Abandonaram o carrinho de uma posição
pré-definida e mediram a altura máxima que este atingia.
A figura ao lado representa o perfil de uma calha que simula uma montanha-russa. O carrinho é abandonado
no ponto A, que se encontra à altura de 58 cm do solo.
Passa pelos pontos B, C e D e só consegue chegar até o ponto E, a 50 cm de solo.
1.1)Explica o facto de a altura máxima atingida pelo carrinho ser inferior à altura inicial de abandono.
1.2)Determina a percentagem de energia dissipada neste processo.
1.3)Diz como é possível que, nas “montanhas-russas” dos parques de diversões, se atinjam alturas superiores
à altura da partida.
2. Uma bola, com 600g de massa, encontra-se em repouso sobre uma plataforma a
305 cm do solo. Ao ser retirada a plataforma, a bola cai sem rodar.
Responde às seguintes questões.
2.1)Identifica as transformações de energia que ocorrem durante a queda da bola
se esta apenas interatuar com a Terra.
2.2)Determina o valor da energia potencial gravítica da bola no nível A, admitindo
como nível de referência o solo.
2.3)Calcula a variação de energia potencial gravítica quando a bola tiver
percorrido
!
"
da altura (posição C).
2.4)Admitindo que a bola fica sujeita à resistência do ar e que 4% da energia inicial da bola se transfere para
a vizinhança, calcula a velocidade da bola quando esta atinge o solo.
3. Um elevador de massa 380	𝑘𝑔 sobe com velocidade constante a uma altura de 40	𝑚 em 40	𝑠. A potência
fornecida pelo motor durante o intervalo de tempo de subida foi de 11	𝑘𝑊 e o rendimento, de 80%.
Determina o número máximo de passageiros, com 70	𝑘𝑔 de massa cada um, que o elevador pode
transportar. Apresenta todas as etapas de resolução.
4. O gráfico da figura seguinte representa a variação da energia potencial
gravítica do sistema “corpo+Terra”, em função da altura de queda, para
um objeto de massa desconhecida (𝑔 = 10	𝑚/𝑠).
Determina, a partir dos resultados representados no gráfico, a massa do
objeto. Apresenta todas as etapas de resolução.
5. Os gráficos da figura representam o valor da componente da força resultante aplicada a um corpo, na direção
do seu deslocamento, em função da distância percorrida.
Indica, justificando, em que a situação, A, B, C ou D, o valor da energia transferida para o sistema é maior.
6. Empurra-se um caixote ao longo de uma rampa, exercendo uma força 𝐹
⃗ que
transfere 140	𝐽 de energia.
Determina a massa do caixote, sabendo que a intensidade do peso é 20% do valor
da força aplicada.
7. Um bloco é abandonada da posição A, que se encontra a uma
altura de 12	𝑚, relativamente à base do plano e desliza ao longo
de superfície retilínea até atingir o ponto B, a 6	𝑚 de altura.
Determina o valor da velocidade do bloco ao atingir o ponto B,
admitindo que o atrito é desprezável em todas as superfícies.
8. A figura representa o perfil de uma montanha-russa, onde um
carrinho se encontra em movimento.
O carrinho atinge o topo da primeira rampa na posição A com
velocidade de valor 𝑣#.
Considera o atrito desprezável e como referencial a base da
montanha-russa.
8.1)Estabelece a relação que permite determina a velocidade do carrinho no ponto C.
8.2)Mostra que a altura máxima atingida pelo carrinho, após passar o ponto D é: ℎ$%& = ℎ +
'!
"
()
.
8.3)Comenta a afirmação seguinte: A energia mecânica do sistema “carrinho+Terra” é igual nas duas
posições, A e D.
9. Uma esfera com 200	𝑔 de massa está presa num ponto por um fio de massa
desprezável, conforme mostra a figura. A esfera oscila entre as posições A e C,
passando pela posição B.
Considera desprezáveis as forças de atrito.
9.1)Seleciona a opção que tem o valor correto do trabalho realizado pelo peso
da esfera quando se desloca da posição B até A.
(A) 0,2	𝐽 (B) −20	𝐽 (C) −0,2	𝐽 (D) 20	𝐽
9.2)Determina o valor da velocidade:
(a) do centro de massa da esfera na posição B, para que esta oscile entre as posições A e C;
(b) no ponto B, quando a esfera oscila entre duas posições a uma altura de 20	𝑐𝑚.
10. A figura mostra o perfil de uma montanha-russa, onde se encontra um
carrinho em movimento. Na figura estão marcadas seis posições A, B,
C, D, E e F, ocupadas pelo carrinho durante o movimento. Considera
o atrito desprezável e como referencial, para a análise energética, a
base da montanha-russa.
Seleciona a opção correta.
(A) Entre as posições A e F, o sistema “carrinho+Terra” experimenta a maior variação da energia potencial.
(B) Entre as posições B e F, o sistema “carrinho+Terra” experimenta a maior variação de energia potencial.
(C) A energia potencial gravítica do sistema “carrinho+Terra” mantém-se constante durante o percurso
efetuado da posição A até F.
(D) Quando o carrinho atinge a posição A, tem energia cinética nula.
11. Um carrinho com 20 kg de massa é abandonado do cimo de uma pista, a uma altura de 20 m relativamente
ao solo. O carrinho passa na posição B a uma altura de 8 m do solo e, nesse instante, a velocidade do centro
de massa do carrinho é 14	𝑚/𝑠.
11.1 Determina a percentagem de energia dissipada pelo sistema no percurso de A até B.
11.2 Determina a velocidade do centro de massa do carrinho quando este chega ao ponto C, admitindo que
a percentagem de energia dissipada no percurso de B a C é igual à anteriormente calculada entre A e B.

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Ficha 2 fisica

  • 1. 10º ano | Física | Ficha de Trabalho nº2 Tema: Energia e movimentos 1. Numa aula laboratorial, um grupo de alunos pretende dar resposta à seguinte questão: Como é possível que, nas montanhas-russas dos parques de diversões, se atinjam alturas superiores à altura da partida? Para fazer o estudo do movimento de um carrinho numa montanha-russa, os alunos utilizaram uma calha em que o atrito não é desprezável e um carrinho com 50g de massa. Abandonaram o carrinho de uma posição pré-definida e mediram a altura máxima que este atingia. A figura ao lado representa o perfil de uma calha que simula uma montanha-russa. O carrinho é abandonado no ponto A, que se encontra à altura de 58 cm do solo. Passa pelos pontos B, C e D e só consegue chegar até o ponto E, a 50 cm de solo. 1.1)Explica o facto de a altura máxima atingida pelo carrinho ser inferior à altura inicial de abandono. 1.2)Determina a percentagem de energia dissipada neste processo. 1.3)Diz como é possível que, nas “montanhas-russas” dos parques de diversões, se atinjam alturas superiores à altura da partida. 2. Uma bola, com 600g de massa, encontra-se em repouso sobre uma plataforma a 305 cm do solo. Ao ser retirada a plataforma, a bola cai sem rodar. Responde às seguintes questões. 2.1)Identifica as transformações de energia que ocorrem durante a queda da bola se esta apenas interatuar com a Terra. 2.2)Determina o valor da energia potencial gravítica da bola no nível A, admitindo como nível de referência o solo. 2.3)Calcula a variação de energia potencial gravítica quando a bola tiver percorrido ! " da altura (posição C). 2.4)Admitindo que a bola fica sujeita à resistência do ar e que 4% da energia inicial da bola se transfere para a vizinhança, calcula a velocidade da bola quando esta atinge o solo. 3. Um elevador de massa 380 𝑘𝑔 sobe com velocidade constante a uma altura de 40 𝑚 em 40 𝑠. A potência fornecida pelo motor durante o intervalo de tempo de subida foi de 11 𝑘𝑊 e o rendimento, de 80%. Determina o número máximo de passageiros, com 70 𝑘𝑔 de massa cada um, que o elevador pode transportar. Apresenta todas as etapas de resolução. 4. O gráfico da figura seguinte representa a variação da energia potencial gravítica do sistema “corpo+Terra”, em função da altura de queda, para um objeto de massa desconhecida (𝑔 = 10 𝑚/𝑠). Determina, a partir dos resultados representados no gráfico, a massa do objeto. Apresenta todas as etapas de resolução.
  • 2. 5. Os gráficos da figura representam o valor da componente da força resultante aplicada a um corpo, na direção do seu deslocamento, em função da distância percorrida. Indica, justificando, em que a situação, A, B, C ou D, o valor da energia transferida para o sistema é maior. 6. Empurra-se um caixote ao longo de uma rampa, exercendo uma força 𝐹 ⃗ que transfere 140 𝐽 de energia. Determina a massa do caixote, sabendo que a intensidade do peso é 20% do valor da força aplicada. 7. Um bloco é abandonada da posição A, que se encontra a uma altura de 12 𝑚, relativamente à base do plano e desliza ao longo de superfície retilínea até atingir o ponto B, a 6 𝑚 de altura. Determina o valor da velocidade do bloco ao atingir o ponto B, admitindo que o atrito é desprezável em todas as superfícies. 8. A figura representa o perfil de uma montanha-russa, onde um carrinho se encontra em movimento. O carrinho atinge o topo da primeira rampa na posição A com velocidade de valor 𝑣#. Considera o atrito desprezável e como referencial a base da montanha-russa. 8.1)Estabelece a relação que permite determina a velocidade do carrinho no ponto C. 8.2)Mostra que a altura máxima atingida pelo carrinho, após passar o ponto D é: ℎ$%& = ℎ + '! " () . 8.3)Comenta a afirmação seguinte: A energia mecânica do sistema “carrinho+Terra” é igual nas duas posições, A e D. 9. Uma esfera com 200 𝑔 de massa está presa num ponto por um fio de massa desprezável, conforme mostra a figura. A esfera oscila entre as posições A e C, passando pela posição B. Considera desprezáveis as forças de atrito. 9.1)Seleciona a opção que tem o valor correto do trabalho realizado pelo peso da esfera quando se desloca da posição B até A. (A) 0,2 𝐽 (B) −20 𝐽 (C) −0,2 𝐽 (D) 20 𝐽 9.2)Determina o valor da velocidade: (a) do centro de massa da esfera na posição B, para que esta oscile entre as posições A e C; (b) no ponto B, quando a esfera oscila entre duas posições a uma altura de 20 𝑐𝑚.
  • 3. 10. A figura mostra o perfil de uma montanha-russa, onde se encontra um carrinho em movimento. Na figura estão marcadas seis posições A, B, C, D, E e F, ocupadas pelo carrinho durante o movimento. Considera o atrito desprezável e como referencial, para a análise energética, a base da montanha-russa. Seleciona a opção correta. (A) Entre as posições A e F, o sistema “carrinho+Terra” experimenta a maior variação da energia potencial. (B) Entre as posições B e F, o sistema “carrinho+Terra” experimenta a maior variação de energia potencial. (C) A energia potencial gravítica do sistema “carrinho+Terra” mantém-se constante durante o percurso efetuado da posição A até F. (D) Quando o carrinho atinge a posição A, tem energia cinética nula. 11. Um carrinho com 20 kg de massa é abandonado do cimo de uma pista, a uma altura de 20 m relativamente ao solo. O carrinho passa na posição B a uma altura de 8 m do solo e, nesse instante, a velocidade do centro de massa do carrinho é 14 𝑚/𝑠. 11.1 Determina a percentagem de energia dissipada pelo sistema no percurso de A até B. 11.2 Determina a velocidade do centro de massa do carrinho quando este chega ao ponto C, admitindo que a percentagem de energia dissipada no percurso de B a C é igual à anteriormente calculada entre A e B.