Fonte: gare di altri paesi/Brasile/OBF2017_Provas/NIVEL II FASE 2 OBF 2017 I.pdf · Apri PDF · apri PDF p.2
Cluster: Meccanica
Problema 1
Questão 1 (exclusiva para alunos da 1a série) - A figura abaixo mostra um experimento lúdico que permite o lançamento de um bloco, a partir da base de um plano inclinado de 30o, com a impulsão feita por um sistema com molas. Um sensor de velocidade instalado próximo da base deste plano registra os valores da velocidade do bloco: V1 = 4 m/s, na subida e V2 = 3 m/s, na descida. Determine:
a) O coeficiente de atrito entre o bloco e o plano, caso exista. b) A distância d, em metros, percorrida pelo bloco na subida do plano.
Topic: Newtonian Mechanics, Conservation of Energy Metodi: Energy Conservation Method, Free-Body Diagram, Kinematic Equations Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Fonte: Testo (PDF) — p.2
Problema 2
Questão 2 (exclusiva para alunos da 1a série) – Estudantes de Física se depararam com o seguinte problema: Um cubo maciço, de 1 m de aresta, foi empurrado por um indivíduo ao longo de uma distância sobre uma superfície áspera. Sabendo que o trabalho realizado pelo indivíduo foi de 1000 J e gastou-se 200 J em calor. Determine a parcela de energia, em joules, transferida pelo indivíduo para um cubo, de 5 dm de aresta, no interior do cubo citado. Admita que o movimento seja do tipo MRUV e a energia seja distribuída uniformemente para o volume do cubo. 3
Topic: Conservation of Energy Metodi: Energy Conservation Method, Conservation Laws Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Fonte: Testo (PDF) — p.2
Problema 3
Questão 3 – A figura abaixo mostra um sistema simplificado de frenagem de uma roda. Admita que o operador aplique uma força no pistão de comando cuja área de secção é de 100 , deslocando-o 2 cm. Este aumento de pressão se transmite integralmente à todos os pontos deste líquido, empurrando o êmbolo do freio, de 400 de área, que atua na pastilha de freio da roda. Determine o deslocamento, em centímetros, sofrido pelo êmbolo do freio. Desprezar atritos.
Topic: Fluid Mechanics Metodi: Hydrostatic Equilibrium, Physical Modeling Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Fonte: Testo (PDF) — p.3
Problema 4
Questão 4 – Máquinas térmicas que podem transformar o calor em energia cinética marcaram o início da quebra de paradigma social referente ao transporte de cargas e pessoas. Tal período ficou conhecido como Revolução Industrial. O estudo de motores foi de suma importância para o invento de tais máquinas. Suponha que uma máquina térmica hipotética opere em ciclos, conforme o 4
diagrama a seguir. Determine o trabalho (em joule) realizado por esta máquina durante a operação de um ciclo.
Topic: Thermodynamics Metodi: Thermodynamic Cycle Analysis, First Law of Thermodynamics Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Fonte: Testo (PDF) — p.3
Problema 5
Questão 5 – A interação de um campo elétrico com um campo magnético explica a natureza das ondas eletromagnética ou ondas luminosas. O segundo-luz é a distância que esta onda luminosa percorre em 1 s no vácuo. Um pulso luminoso é emitido da Terra e refletido por um espelho, de alto poder de reflexão, colocado na Lua por uma sonda espacial, em uma de suas viagens, sendo recebido de volta à Terra 2,6 s após sua emissão, conforme indica figura seguinte. Determine a distância, em segundo-luz, entre a Terra e a Lua. 5
Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Kinematic Equations Competenze: Physical Reasoning, Unit Conversion Fonte: Testo (PDF) — p.4
Problema 6
Questão 6 – Um recipiente com água foi colocado sobre uma balança digital, de alta precisão, fornecendo a indicação de 900 g, conforme figura 1. Posteriormente colocou-se um corpo, conforme o esquema da figura 2, obtendo-se a indicação de 1030 g na balança. Determine a magnitude do empuxo (em newton) aplicado pela água sobre este corpo.
PARTE II – QUESTÕES DE RESPOSTA ABERTA
Topic: Fluid Mechanics, Newtonian Mechanics Metodi: Hydrostatic Equilibrium, Free-Body Diagram Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Fonte: Testo (PDF) — p.5
Problema 7
Questão 7 (exclusiva para alunos da 1a série) – Um caminhão se desloca em MRU sobre uma estrada plana e horizontal. Um bloco M está suspenso a uma altura L/2 da carroceria do caminhão, conforme esquema seguinte. No momento em que o caminhão passa em A, o barbante de sustentação se rompe e o bloco cai em queda livre. Determine a velocidade do caminhão para que o bloco atinja sua carroceria no ponto P. 6
Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Kinematic Equations, Free-Body Diagram Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Fonte: Testo (PDF) — p.5
Problema 8
Questão 8 (exclusiva para alunos da 1a série) – Um estudante observou, no Google Maps, uma fotografia de satélite que identificava um barco se deslocando na Baía do Marajó, formando um Cone de Mach nas águas, conforme o esquema desenhado abaixo. Sabendo que as ondas na água se propagavam com velocidade de 4 m/s, qual a velocidade do barco?
Topic: Oscillations & Waves Metodi: Wave Equation, Small-Angle Approximation Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Fonte: Testo (PDF) — p.6
Problema 9
Questão 9 – Um objeto pontual desloca-se com velocidade constante de 10 m/s e aproximando-se do vértice (V) de um espelho côncavo, de distância focal 10 cm, conforme ilustra figura seguinte. Num dado instante, ele passa pelo ponto A, situado a 10 cm do centro de curvatura do espelho, com uma velocidade v = 10 cm/s. Determine 7
a) a posição da imagem, em relação ao vértice do espelho, quando o objeto passa pelo ponto A. b) a velocidade da imagem.
Topic: Geometric Optics Metodi: Thin Lens & Mirror Equation, Ray Tracing Competenze: Mathematical Modeling, Physical Reasoning Fonte: Testo (PDF) — p.6
Problema 10
Questão 10 – O motor de um barco possui a seguinte informação em seu manual: Sob potência máxima, o consumo médio é de 3 l/h (litros por hora).
Este barco efetua uma viagem de uma cidade A para uma cidade B, localizadas as margens de um rio. Neste percurso “subindo o rio”, o consumo médio foi de 9 litros de combustível. No caminho inverso, ou seja, “descendo o rio”, o consumo médio foi de 6 litros de combustível. Sabe-se que a velocidade da correnteza (Va) é constante e igual a 1,8 km/h. Determine a velocidade própria do barco (Vb).
Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Kinematic Equations, Physical Modeling Competenze: Mathematical Modeling, Physical Reasoning Fonte: Testo (PDF) — p.7
Problema 11
Questão 11 – Entre um Sniper (Atirador de elite, franco tirador) e o desarme luminoso vermelho de uma bomba, tem-se uma lâmina de vidro transparente, conforme figura abaixo. Admita, hipoteticamente, que o vidro possua 2 cm de 8
espessura e refringência igual a 1,5 para a luz vermelha. Determine o deslocamento vertical do rifle que é paralelo à linha de referência, mostrada na figura abaixo, para que o Sniper consiga desarmar a bomba com sua mira luminosa vermelha.
Topic: Geometric Optics Metodi: Snell’s Law, Ray Tracing Competenze: Mathematical Modeling, Physical Reasoning Fonte: Testo (PDF) — p.7
Problema 12
Questão 12 – A Figura 1 mostra um corpo preso a uma mola, podendo oscilar em MHS na vertical e com período de 1,4 s. Na Figura 2, o mesmo corpo é preso a duas molas idênticas à anterior, sendo colocado para oscilar em MHS verticalmente. Desprezando todas as forças resistentes, determine o período de oscilação na situação da Figura 2.
Topic: Oscillations & Waves Metodi: Simple Harmonic Motion Analysis, Hooke’s Law Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Fonte: Testo (PDF) — p.8