Resolução do Exame de Física da 12ª Classe do ano de 2021 – 1ª época

Resolução do Exame de Física da 12ª Classe do ano de 2021 – 1ª época

Parte 1 – Questões 1 à 8

1. A 1ª lei de newton afirma que, se a soma de todas as forças actuando sobre o corpo é zero, o mesmo…

A. Apresentara velocidade constante.

B. Apresentara um movimento circular uniforme.

C. Terá um deslocamento igual a zero.

D. Terá um movimento uniformemente variado.

Resolução

Alínea A) está correcta.

Para começar, antes deve-se saber o que diz a 1ª lei de Newton, a primeira lei de Newton, também designado por Lei da Inércia, diz o seguinte:

Todo corpo tende a conservar o seu estado de movimento ou repouso, ou seja, se está em movimento deseja manter-se em movimento com uma velocidade constante, e se estiver em repouso, deseja-se manter em repouso, isto é, sem alteração da força.

Portanto, essa lei apresenta características idênticas que o Movimento Rectilíneo Uniforme (MRU), e sabe-se que no MRU apenas estamos preocupados em estudar o movimento sem se preocupar com as causas que as produzem, isto é, nesse movimento a força é zero.

Leia Sobre: Exercícios Resolvidos Sobre Formas de Transmissão de Calor

2. A figura representa dois blocos empurrados pela força F tendo adquirido uma aceleração de 3 m/s². Qual é, em Newton, o valor da força F?

A. 10                B. 18                C. 36                    D. 45

Resolução

1º: Vamos separar as massas, adoptar um sentido de movimento e de seguida representar todas as forças que actuam no sistema

X – Representa o sentido do movimento, isso quer dizer que todas as forças que tiverem a mesma orientação que que o sentido de X, serão considerados positivos, e aquelas que tiverem sentidos opostos ao X, serão considerados negativos.

2º: Uma vez todas as forças representadas extrai-se as equações de cada massa de uma forma isolada, considerando o sentido de cada força

3º: Vamos apenas ter em conta as duas equações onde existem movimentos, isso é, apenas somamos as equações do eixo do X, tendo em conta que as tensões T₁₂ e T₂₁ então, então T₁₂ – T₂₁ = 0.

Uma vez deduzida a equação para o cálculo da força F, vou fazer a substituição dos valores dado pelo enunciado:

Alínea C).

Leia Sobre: Exercícios Resolvidos Sobre Formas de transmissão de Calor

3. Um dinamómetro possui suas duas extremidades presas a duas cordas. Duas pessoas puxam as cordas na mesma direcção e sentidos opostos, com força de mesma intensidade F = 200 N. Quanto marcará, em Newton, o dinamómetro.

A. 200           B. 100           C. 50           D. 10

Resolução

É sempre bom, e importante, que antes da resolução de qualquer exercício em física, fazer um esboço, um desenho, uma figura para explicar ou descrever a situação para melhor analisar e calcular.

O dinamómetro é o instrumento usado para fazer a medição de força, ela é construída por uma corda e por uma mola

Ora, o dinamómetro está em equilíbrio, pois as forças aplicadas em suas extremidades são iguais, então isso quer dizer que o dinamómetro parte de repouso, consequentemente se está em repouso, não há movimento, se não há movimento a aceleração é zero, a = 0 m/s².

Então, há mais uma coisa a cada acção corresponde uma reacção igual e contrária.

Acção = F₁ = 200 N

Reacção = F₂ = 200 N

Portanto, o dinamómetro marcará 200 N.

Alínea A)

Leia Sobre: Exercícios Resolvidos Sobre Formas de Transmissão de Calor

4. Na figura, as massas M₁ = 15 kg e M₂ = 5 kg estão unidas por um fio. Desprezando o atrito, qual é, em m/s², o valor de aceleração do sistema?

A. 7,5               B. 5,0               C. 2,5                D. 1,0

Resolução

Para resolver esse sistema, deve-se seguir os seguintes passos:

1. Representar todas as forças que actuam no sistema e adoptar um sistema de movimento para posteriormente extrairmos as equações de movimento de cada massa.

2. A partir da representação das forças, considerando a força de atrito nula, razão pela qual não foi representada no esquema acima, podemos extrair as equações do sistema, de forma independente, ou seja, a equação de massa 1 e posteriormente a equação da massa 2, mas sempre respeitando os sentidos do movimento X e Y. NOTA: T₁₂ – T₂₁ = 0, dessa forma T₁₂ = T₂₁

3. Vamos apenas ter em conta as duas equações onde existem movimentos, isso é, apenas somamos as equações do eixo do X para M₁ e Y para M₂, ficando dessa forma:

A partir da equação deduzida no ponto acima, podemos calcular o valor da aceleração, assim temos os seguintes dados:

Alínea C).

Leia Sobre: Exercícios Resolvidos Sobre Ondas Electromagnéticas

5. Um bloco de peso P = 100 N é colocado a 2 m da extremidade de uma barra homogenia de 12 m de comprimento e 400 N de peso. Qual é, em Newtons, a intensidade da reacção ao apoio da barra no ponto M?

A. 240            B. 360           C. 560           D. 640

Resolução

O bloco que está por cima da barra pesa 100 N, é mesmo que dizer que o peso do corpo, entretanto esse bloco está a 2 metros da extremidade da barra, isso é da extremidade esquerda, sabendo que toda a barra tem comprimento de 12 metros e que a própria barra pesa 400 N, face a isso podemos ilustrar alguns dados para melhor percepção:

Representando as forças que actuam nesse sistema temos:

O peso da barra Pb, actua sempre no centro, ou seja, o peso da barra é na verdade o efeito da força de gravidade que actua sempre no centro de massa.

Então, para esse sistema, vamos optar por todas forças dirigidas para cima como positivas e todas as forças dirigidas para baixo como negativas.

Antes de continuarmos com a resolução, devemos escolher um ponto de rotação, que servirá de referencial, opta-se geralmente pelo fulcro (pontos de apoio) como sendo o referencial, assim sendo vamos escolher o ponto M, como sendo o nosso referencial.

Esse sistema está em equilíbrio, então as forças e os momentos de forças dirigidas para cima, devem ser iguais ao de baixo, dessa forma resulta em:

De notar que moimento de força é dada por: M = F∙b

A parir do ponto M que é o referencial, vamos variar o valor do braço b, em função da distância que estará localizada cada força.

Ficando apenas:

Calculado o valor da reacção em N R_N, vamos agora calcular o valor da reacção em M R_M, dessa forma:

Alínea A).

Leia Sobre: Exercícios Resolvidos Sobre Ondas Electromagnéticas

6. Um determinado objecto foi arrastado por uma força F durante 1 km e realizou um trabalho mecânico de 27500 J. qual foi, em Newtons, o valor da força F?

A. 17,5        B. 27,5          C. 42          D. 52

Resolução

É importante perceber que qualquer objecto quando é submetida a uma força ela simplesmente realizará trabalho se e somente se haver deslocamento, caso contrario não há trabalho.

Entretanto no exercício em questão o objecto é arrastado por uma força desconhecida durante 1 km tendo realizado um trabalho de 27500 J, então com base nesses valores é possível determinar o valor da força, extraindo os dados temos:

Alínea B).

Leia Sobre: Exercícios Resolvidos Sobre Física Nuclear – Parte 9

7. O gráfico representa uma força em função de posição F(x). Qual é, em Joules, o trabalho realizado pela força F durante o percurso de 0 a 50 m?

A. 2000             B. 3000             C. 5000           D. 8000

Resolução

Observando a figura apenas no eixo do X, no intervalo de 0 a 50 m, vem-se que a figura formada é um triângulo, então podemos calcular o trabalho usando a equação do cálculo da área do triangulo resultando em:

Alínea C).

Leia Sobre: Exercícios Resolvidos Sobre Física Nuclear – Parte 8

8. O gráfico representa a variação da intensidade da força F em função do tempo. Qual é, em unidades no S.I., o impulso da força no intervalo de 0 a 15 s?

A. 172, 5           B. 225,5            C. 275,5         D. 350,5

Resolução

Analogamente ao exercício 7, o exercício em questão também passará pela mesma observação, olha que de 0 a 15 s, temos um trapézio, então para calcular o impulso nesse intervalo, apenas aplica-se a fórmula de trapézio, dessa forma teremos:

Alínea A).

Leia Sobre: Exercícios Resolvidos Sobre Física Nuclear – Parte 7