OBF 2017 — NIVEL III FASE 2 OBF 2017 .pdf

Fonte: gare di altri paesi/Brasile/OBF2017_Provas/NIVEL III FASE 2 OBF 2017 .pdf · Apri PDF · apri PDF p.2 Cluster: Elettromagnetismo

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 $3 0^{\circ}$ , 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: $V_{1} = 4$ m/s, na subida e $V_{2} = 3$ 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: Free-Body Diagram, Energy Conservation Method, Kinematic Equations Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Fonte: Testo (PDF) — p.2

Problema 2

Questão 2 – Uma esfera de massa $m_{1}$ é abandonada de uma altura h, conforme ilustra figura. A esfera $m_{1}$ entra em um tubo circular e percorrendo o trajeto do tubo, até colidir elasticamente com outra esfera de massa $m_{2}$ em repouso. Desprezando todos os atritos bem como as dimensões das esferas, pede-se

a) justificar os princípios físicos das leis da conservação presentes nesta situação b) determinar o valor de h tal que na colisão, a massa $m_{1}$ entre em repouso e a massa $m_{2}$ atinja o outro extremo do tubo.

Topic: Conservation of Energy, Conservation of Momentum, Newtonian Mechanics Metodi: Conservation of Energy, Conservation of Momentum, Conservation Laws Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Fonte: Testo (PDF) — p.2

Problema 3

Questão 3 - A Experiência de Torricelli mediu, de forma pioneira, a pressão atmosférica normal, a qual se atribui o valor de 1 atm. Em tal experimento o ar equilibrou uma coluna de 76 cm quando se utilizou o mercúrio, conforme mostra figura 1 abaixo. Repetindo-se tal experiência, ao nível do mar, constatou-se que o ar equilibra a coluna de 50 cm de outro líquido (figura 2). Determine a densidade deste líquido em $g/cm^{3}$ .

Topic: Fluid Mechanics Metodi: Hydrostatic Equilibrium Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Fonte: Testo (PDF) — p.3

Problema 4

Questão 4 – O circuito simplificado da figura identifica a ligação das lâmpadas dos faróis e de um CD-player de um carro de passeio. A bateria possui tensão útil de 12 V e a potência elétrica utilizada em cada farol é de 0,24 W, conforme figura abaixo. Sabendo que a corrente elétrica no CD-Player é o dobro da corrente de cada farol, determine

a) a resistência elétrica da associação, em ohms b) a potência elétrica utilizada no CD Player em wats.

PARTE II – QUESTÕES DE RESPOSTA ABERTA

Topic: Circuits Metodi: Kirchhoff’s Laws, Equivalent Circuit Reduction Competenze: Diagrammatic Reasoning, Mathematical Modeling Fonte: Testo (PDF) — p.4

Problema 5

Questão 5 – Um objeto pontual desloca-se com velocidade constante de 10 m/s, aproximando-se do vértice (V) de um espelho côncavo cuja distância focal vale 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

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.4

Problema 6

Questão 6 – 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 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.5

Problema 7

Questão 7 – O circuito abaixo contém resistores, geradores, receptores e um capacitor que interliga as malhas formadas. Cada malha encontra-se aterrada justamente para que o potencial elétrico no ponto de aterramento seja nulo, conforme convenção adotada como referência. Nesta situação determine a energia armazenada no capacitor

Topic: Circuits, Electrostatics Metodi: Kirchhoff’s Laws, Electric Potential Method Competenze: Diagrammatic Reasoning, Mathematical Modeling, Physical Reasoning Fonte: Testo (PDF) — p.5

Problema 8

Questão 8 – Os esquemas abaixo representam duas situações de uma barra prismática observadas por um referencial em repouso e por outro em movimento com velocidade V próximo da velocidade (c) da luz no vácuo, e paralela ao eixo x. O referencial em repouso observa que a barra forma com o eixo x um ângulo $α$ , enquanto que o observador em movimento observa um ângulo $β$ para a inclinação da Barra. Determine o valor de V em função de c, $α$ e $β$ .

Topic: Special Relativity Metodi: Lorentz Transformation Competenze: Mathematical Modeling, Physical Reasoning Fonte: Testo (PDF) — p.6

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