ESCOLA SECUNDÁRIA DE SAMPAIO FÍSICA E QUÍMICA A - 11º ANO Ano Lectivo 2010/2011 APSA 2 – Revisões de 10º anoBola Saltitona 1. Um grupo de alunos pretende investigar, experimentalmente, transferências e transformações de energia num sistema. Para isso, os alunos resolveram utilizar os conhecimentos adquiridos na disciplina de Matemática, onde tinham obtido um modelo matemático para descrever o salto de uma bola, com recurso à calculadora gráfica. Os alunos dispunham de bolas com diferentes elasticidades, calculadora gráfica, sensor de posição e cabo de ligação entre o sensor e a calculadora. Para recolher os dados da altura dos ressaltos de uma bola, abandonada de uma altura hqueda do solo, procederam como representa o esquema da figura 1. Figura 1 Deixaram cair verticalmente a bola, que colide com o solo rígido e depois ressalta. Os dados recolhidos e registados na calculadora gráfica são o tempo de movimento e a distância da bola ao sensor. Mas também são calculados os valores da distância da bola ao solo, da sua velocidade e da sua aceleração. O gráfico observado no visor da calculadora é semelhante ao que está representado na figura 2. Figura 2 1.1. Analise o gráfico representado na figura 2. 1.1.1. Que grandeza física está representada... 1.1.1.1. no eixo das abcissas? 1.1.1.2. no eixo das ordenadas? 1.1.2. O que representam os máximos e os mínimos do gráfico? 1.2. Descreva as transformações e as transferências de energia durante o movimento da bola. 1.3. Por que razão a bola não sobe até à altura hqueda, de que foi abandonada? 1.4. Uma das bolas é abandonada da altura hqueda do solo, colide e ressalta até à altura hressalto do solo. Considere desprezável o efeito da resistência do ar. Deduza uma expressão para o módulo da velocidade... 1.4.1. de aproximação, v ap, da bola ao solo. 1.4.1.1. de afastamento, vaf, da bola do solo. 1.5. Numa colisão frontal, como a da bola com o solo rígido, define-se coeficiente de restituição, e, como o cociente entr e os valores da velocidade de afastamento e da velocidade de aproximação. Verifique, por cálculo, que, para a bola n as condições referidas no item 1.4, 6. 2 e 3.8.9. e que atingiu.6.8. na colisão da bola com o solo? O material de que é feita essa bola tem maior ou menor elasticidade do que a das bolas 1. Disponha por ordem crescente de elasticidade dos materiais de que são feitas as bolas testadas pelos alunos.7. sucessivamente. O gráfico da figura 3 representa a melhor recta que se ajusta ao conjunto de valores registados pelos alunos.1. Que relação existe entr e os valores do declive da recta e do coeficiente de restituição. = 0. Atendendo a que há conservação de energia. que foi abandonada de diferentes alturas hqueda em relação ao solo. Qual destas bolas apresenta menor valor para a velocidade de afastamento? 1.1. referidas no item 1. no primeiro ressalto. 1. O que se pode afirmar sobre o valor da velocidade de afastamento e da altura de ressalto desta bola? 1.3. 1. 1. Considere o primeiro ressalto das três bolas. em termos de transformação e de transferência de energia. 1. Qualquer das bolas testadas pelos alunos pára definitivamente ao fim de algum tempo. 1. e2 = 0. quando a energia mecânica do sistema bola+Terra é nula. Descreva as diferenças.7. as bolas 1.7.2. utilizando a mesma bola.6. Com os valores registados calcularam os respectivos valores do coeficiente de restituição e. que apresentam as quatro bolas. Calcule o valor do declive da recta do gráfico da figura 3.6.1.6. 2 ou 3. alturas hressalto. Figura 3 1.91.2. 1.8. como explica este facto? .3.80 e e3 = 0. Considere os dados do item 1. Posteriormente os alunos testaram uma quarta bola e obtiveram e4 = 1. 1.1. Qual destas bolas atinge maior altura de ressalto? 1.2.84.8. Os alunos abandonaram da mesma altura do solo.6? Justifique.