Física e Química A (11.º Ano) - Exame 2012 (2.ª Fase): Energia Dissipada na Queda

Um pequeno objeto de papel, abandonado de uma certa altura, cai verticalmente até ao solo, segundo uma trajetória retilínea, coincidente com o eixo Oy de um referencial unidimensional.
Admita que o objeto de papel pode ser representado pelo seu centro de massa (modelo da partícula material).
1.
Considere, numa primeira situação, que o objeto de papel cai no ar.
Na Figura 2, está representado o gráfico da componente escalar, segundo o eixo Oy, da posição, y, do objeto de papel em função do tempo, t.
Os dados registados foram adquiridos com um sensor de movimento.
Admita que a massa do objeto de papel é 0,23 g.
Calcule a energia dissipada pelo sistema objeto de papel + Terra no intervalo de tempo [0,90; 1,30] s.
Apresente todas as etapas de resolução.

A resolução deve apresentar as seguintes etapas: A) Determinação da variação da energia cinética do objeto de papel no intervalo de tempo considerado ($\Delta E_c = 0$). OU Determinação do trabalho realizado pela força gravítica, que atua no objeto de papel, no intervalo de tempo considerado ($W_{F_{gravitica}} = 1,29 \times 10^{-3} \text{ J}$). B) Determinação da variação da energia potencial gravítica do sistema objeto de papel + + Terra no intervalo de tempo considerado ($\Delta E_p = -1,29 \times 10^{-3} \text{ J}$). OU Determinação do trabalho realizado pela força de resistência do ar, que atua no objeto de papel, no intervalo de tempo considerado ($W_{F_{\text{resistência do ar}}} = -1,29 \times 10^{-3} \text{ J}$). C) Determinação da energia dissipada pelo sistema objeto de papel + Terra no intervalo de tempo considerado ($E_d = 1,3 \times 10^{-3} \text{ J}$). A resposta a este item deve ser enquadrada num dos níveis de desempenho relacionados com a consecução das etapas, de acordo com a tabela seguinte.

Níveis	Descritores do nível de desempenho relacionados com a consecução das etapas	Pontuação
3	A resolução apresenta as três etapas consideradas.	15
2	A resolução apresenta apenas duas das etapas consideradas.	10
1	A resolução apresenta apenas uma das etapas consideradas.	5

A classificação a atribuir à resposta resulta da pontuação decorrente do enquadramento num dos níveis de desempenho atrás descritos, à qual podem ser subtraídos pontos, de acordo com o enquadramento nos níveis de desempenho relacionados com o tipo de erros cometidos*. * Descritores e desvalorizações apresentados no primeiro quadro da página C/4 dos Critérios Gerais de Classificação.