OBF 2023

Questão 1. A figura abaixo à esquerda mostra um amassador de latas de refrigerante. O dispositivo pode ser fixado, por exemplo, na parede. Desta forma é possível amassar a lata sem muito esforço simplesmente puxando a alavanca para baixo. A figura abaixo à direita é uma representação esquemática do amassador visto de lado. Nessa figura, os pontos $B$ , $C$ e $D$ são pinos pelos quais as peças se articulam, a distância de $A$ a $B$ é $55, 0 cm$ , de $B$ a $C$ é $15, 0 cm$ e o ângulo $θ = 6 0^{\circ}$ . O dispositivo, de massa desprezível, é projetado de forma que a haste $C D$ é submetida apenas a esforços ao longo de seu comprimento. Estime a maior força exercida no pino $D$ , em N, quando uma pessoa aplica uma força de $100 N$ no ponto $A$ da barra $A B$ .

Topic: Rigid Body Statics, Newtonian Mechanics Metodi: Free-Body Diagram, Torque & Angular Momentum Analysis, Vector Decomposition Competenze: Diagrammatic Reasoning, Mathematical Modeling, Physical Reasoning Objects: Lever, Rod Fonte: Testo (PDF) — p.3

Quesito 1. La figura in basso a sinistra mostra un massaggiatore di scatola di liquidi. Il dispositivo può essere fissato, per esempio, al muro. Così si può raccogliere la lata senza molto sforzo semplicemente tirando giù la leva. La figura a destra è una rappresentazione schema del massatore visto da un lato. In questa figura, i punti $B$ , $C$ e $D$ sono pinni per i le parti che si articola, la distanza da $A$ a $B$ è $55, 0 cm$ , da $B$ a $C$ è $15, 0 cm$ e l’angolo $θ = 6 0^{\circ}$ . Il dispositivo, di massa scarsa, è progettato in modo che la canna $C D$ sia sottoposta solo per lo sforzo lungo il suo percorso. Calcolare la forza massima esercitata sul pino $D$ , in N, quando una persona applica una forza $100 N$ al punto $A$ della barra $A B$ .

Question number one. The figure below on the left shows a soda can massager. The device can be fixed, for example, to the wall. This way you can collect the can without much effort. Just pulling the lever down. The figure below on the right is a representation of the The massager’s diagram is viewed from the side. In this figure, the points $B$ , $C$ and $D$ are pins for the where the parts are articulated, the distance from $A$ to $B$ is $55, 0 cm$ , from $B$ to $C$ is $15, 0 cm$ and the angle $θ = 6 0^{\circ}$ . The device, of negligible mass, is designed so that the $C D$ rod is submitted only the efforts along its length. Estimate the maximum force applied to the pine $D$ , in N, where a person applies a force of $100 N$ to the $A$ point of the $A B$ bar.

Questão 2. Em uma oficina utiliza-se um dispositivo hidráulico para elevar algumas peças. O dispositivo é formado por dois pistões que estão acoplados a cilindros que se comunicam e estão preenchidos com óleo, conforme ilustrado na figura, fora de escala, ao lado. Os cilindros acoplados aos pistões $A$ e $B$ têm, respectivamente, raios $r_{A} = 10, 0 cm$ e $r_{B} = 60, 0 cm$ . Sem a presença do bloco de massa $M$ na plataforma $B$ o sistema está em equilíbrio. É necessário aplicar uma força vertical $F = 200$ no pistão $A$ para elevar o bloco apoiado na plataforma $B$ com velocidade constante. Determine:

A. A massa $M$ , em kg, do bloco.
B. A variação da energia potencial do bloco, em J, quando o pistão $A$ desce $0, 50 cm$ .

Topic: Fluid Mechanics, Conservation of Energy Metodi: Hydrostatic Equilibrium, Energy Conservation Method, Conservation Laws Competenze: Mathematical Modeling, Physical Reasoning Objects: Piston, Cylinder, Block Fonte: Testo (PDF) — p.3

Quesito 2. In un laboratorio si utilizza un dispositivo

Un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, un’altra volta, Il dispositivo è costituito da due pistoni che sono a cilindri comunicanti e riempiti di olio, come illustrato in figura, fuori scala, accanto. I cilindri acoplados aos pistões $A$ e $B$ têm, respectivamente, raios $r_{A} = 10, 0 cm$ e $r_{B} = 60, 0 cm$ . Senza la presenza del blocco di massa $M$ sulla piattaforma $B$ il sistema è in equilibrio. È necessario applicare una forza verticale $F = 200$ sul pistone $A$ per sollevare il blocco appoggiato sulla piattaforma $B$ con velocità costante. Determina:
**A ** Il massa $M$ , in kg, del blocco.
B. La variazione dell’energia potenziale del blocco in J quando il pistone $A$ scende $0, 50 cm$ .

Question two. A workshop uses a device hydraulic to lift some parts. The device consists of two pistons which are Coupled to cylinders which communicate and are filled with oil, as illustrated In the figure, off scale, next to it. The cylinders acoplados aos pistões $A$ e $B$ têm, respectivamente, raios $r_{A} = 10, 0 cm$ e $r_{B} = 60, 0 cm$ . Without the presence of the mass block $M$ on the $B$ platform the system is in equilibrium. It is necessary apply a vertical force $F = 200$ to the piston $A$ to lift the block supported on the $B$ platform with constant speed. Determine:

**A ** The mass $M$ , in kg, of the block.
B. The change in the block potential energy in J when the piston $A$ drops $0, 50 cm$ .

Questão 3. Durante um jogo de Futebol Americano um jogador cuja massa é $90, 0 kg$ salta em direção a um jogador adversário, inicialmente em repouso, atingindo-o com uma velocidade de $7, 20 m/s$ . Eles se seguram e passam a se mover com uma velocidade de $3, 00 m/s$ . As velocidades antes e depois da colisão possuem mesma direção e sentido. Despreza as perdas com as interações com o gramado.

A. Qual a massa, em kg, do jogador adversário?
B. Qual a perda mecânica mecânica na colisão, em J?

Topic: Conservation of Momentum, Conservation of Energy Metodi: Conservation of Momentum, Conservation of Energy, Impulse-Momentum Theorem Competenze: Mathematical Modeling, Physical Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.4

Domanda 3. Durante una partita di football americano un giocatore di massa $90, 0 kg$ salta verso un giocatore avversario, inizialmente a riposo, colpendole a velocità de $7, 20 m/s$ . Si agganciano e si muovono a una velocità di $3, 00 m/s$ . As le velocità prima e dopo l’impatto hanno la stessa direzione e senso. Sprezzi le perdite con le interazioni con il prato.

**A ** Qual è la massa, in kg, del giocatore avversario? Qual è la perdita meccanica meccanica in collisione in J?

Question three. During an American football game a player whose mass is $90, 0 kg$ jumps towards an opponent, initially at rest, hitting him at a speed de $7, 20 m/s$ . They hold each other and move at a speed of $3, 00 m/s$ . As The speed before and after the collision is the same direction and direction. Disdain the losses with the interactions with the lawn.

What is the weight in kg of the opponent’s player?
B. What is the mechanical mechanical loss in collision in J?

Questão 4. Utilizando-se três lâmpadas incandescentes iguais, de filamentos ôhmicos com resistência igual a $22, 0 Ω$ , e uma fonte de $12, 0 V$ e resistência interna $r$ montou-se o circuito mostrado nas figuras abaixo. Quando todas as lâmpadas estão acesas, sabe-se que cada uma dissipa uma potência de $5, 50$ W. Determine:

A. A resistência interna $r$ da fonte, em $Ω$ .
B. A potência total dissipada pelas lâmpadas remanescentes, em W, quando uma delas estiver queimada.

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

Quattro. Utilizzando tre lampadine incandescenti uguali, di filamenti ohmosi di uguale resistenza a $22, 0 Ω$ , e una fonte di $12, 0 V$ e resistenza interna $r$ è stato montato il circuito mostrato nelle figure

Sotto. Quando tutte le lampade sono accese, si sa che ciascuna dissipa una potenza di $5, 50$ W. Determina:
A. La resistenza interna $r$ della fonte, in $Ω$ .
B. La potenza totale dissipata dalle lampe rimanenti, in W, quando una di esse è
E’ bruciata.

Question four. Using three identical incandescent lamps of equal strength of o-filament a $22, 0 Ω$ , and a source of $12, 0 V$ and internal resistance $r$ was fitted to the circuit shown in Figures Down there. When all the lamps are on, each one is known to dissipate a power of $5, 50$ W. Determine:

A. The internal resistance $r$ of the source at $Ω$ .
B. The total power dissipated by the remaining lamps in W when one of them is It’s burned.

Questão 5. O movimento de três partículas $A$ , $B$ e $C$ em movimento retilíneo é monitorado em um laboratório didático. Os gráficos de suas velocidades em função do tempo são mostrado na figura abaixo. Considerando o intervalo de tempo entre 0 e 4 s, determine:

A. A distância percorrida, em m, da partícula que realizou o maior deslocamento.
B. O menor valor da aceleração instantânea, em $m/s^{2}$ , experimentado por qualquer uma das partículas.

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Kinematic Equations Competenze: Graph Linearization, Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.5

Quinta domanda. Il movimento di tre particelle $A$ , $B$ e $C$ in movimento reticolo è monitorato in un laboratorio didattico. I grafici delle loro velocità in funzione del tempo sono mostrati nella figura qui sotto. Considerando l’intervallo di tempo compreso tra 0 e 4 s, determina:

A. La distanza percorsa, in m, dalla particella che ha effettuato il più grande spostamento.
B. Il minimo valore di accelerazione istantanea, in $m/s^{2}$ , sperimentato da una qualsiasi delle due parti:
Particelle.

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Kinematic Equations Competenze: Graph Linearization, Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.5

Question five. The motion of three particles $A$ , $B$ and $C$ in reticle motion is monitored In a teaching lab. The graphs of their velocities in terms of time are shown in the figure below. Considering the time interval between 0 and 4 s, determine:

A. The distance travelled in m from the particle that made the largest displacement.
**B ** The lowest instantaneous acceleration value in $m/s^{2}$ experienced by any of the following: particles.

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Kinematic Equations Competenze: Graph Linearization, Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.5

Questão 6. Um esfera de $500 g$ de massa está presa a um fio inextensível de $30, 0 cm$ de comprimento. Ela é posta para girar com velocidade angular constante de $15, 0 rad/s$ em uma trajetória circular horizontal de raio $10, 0 cm$ , conforme ilustrada na figura ao lado. Nessas condições, qual o valor da tensão do fio, em N?

Topic: Newtonian Mechanics, Rotational Dynamics Metodi: Free-Body Diagram, Vector Decomposition Competenze: Mathematical Modeling, Physical Reasoning, Diagrammatic Reasoning Objects: Sphere, String Fonte: Testo (PDF) — p.5

Quesito 6. Una sfera di massa $500 g$ è attaccata a un filo inestensibile di $30, 0 cm$ di lunghezza. È posta a rotare a velocità angolare costante di $15, 0 rad/s$ in una traiettoria circolare orizzontale di raggio $10, 0 cm$ , come illustrato nella figura accanto. In tali condizioni, quale il valore della tensione del filo in N?

Question number six. A sphere of $500 g$ mass is attached to an inextensible wire of $30, 0 cm$ length. She’s been posted to rotating at a constant angular speed of $15, 0 rad/s$ in a horizontal circular path of radius $10, 0 cm$ as shown in the figure next to it. In such circumstances, what the value of the wire voltage in N?

Questão 7. Um ajudante de pedreiro utiliza um sistema de roldanas para elevar sacos de argamassa de $20, 0 kg$ cada, conforme mostra a figura ao lado. Note que a roldana superior é fixa e a inferior é móvel. Considere que o ajudante tem uma massa de $85 kg$ e o equipamento (plataforma de apoio da carga, roldanas, cordas) tem massa desprezível. Determine: (a) O número máximo de sacos de argamassa que ele consegue levantar. (b) A intensidade da força, em N, que o ajudante aplica no solo quando está elevando o número máximo de sacos com velocidade constante.

Topic: Newtonian Mechanics, Rigid Body Statics Metodi: Free-Body Diagram, Conservation Laws Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling, Diagrammatic Reasoning Objects: Pulley, String Fonte: Testo (PDF) — p.6

Quesito 7. Un aiutante di mattino utilizza un sistema di rullette per sollevare sacchetti di argamassa $20, 0 kg$ ciascuno, come mostra la figura

Al fianco. Nota che la roccia superiore è fissa e la roccia inferiore è mobile. Considera che l’assistente ha una massa $85 kg$ e che l’equipaggiamento (piattaforma di supporto della carica, rulletti, corde) ha una massa
Che disprezzo. Determina: (a) Il numero massimo di sacchetti di legame che egli possa ottenere alzati. (b) L’intensità della forza, in N, che l’assistente applica al suolo quando si sta sollevando il numero massimo di sacchi a velocità costante.

Question seven. A stone mason’s assistant uses a rolling system to lift bags of $20, 0 kg$ of slag each, as shown in Figure Right next to me. Note that the upper roller is fixed and the lower is mobile. Consider that the helper has a mass of $85 kg$ and the equipment (load support platform, rollers, ropes) has mass I’m not a big fan of this. Determine: (a) The maximum number of bags of garlic he can obtain Get up. (b) The force intensity, in N, that the assistant applies to the ground When you’re raising the maximum number of bags at a constant speed.

Questão 8. Em um laboratório didático há 5 pequenas esferas condutoras $A$ , $B$ , $C$ , $D$ e $E$ , idênticas que podem ou não estar eletrizadas. As esferas estão distantes e em todo o experimento são mantidas isoladas. Realiza-se um experimento que consiste em aproximar as esferas, duas a duas, impedindo que troquem carga e mantendo as demais distantes. Inicialmente se aproxima a esfera $A$ das demais esferas, e observa-se que a interação é atrativa quando $A$ se aproxima de $B$ , $C$ ou $E$ e é repulsiva quando $A$ se aproxima de $D$ . Depois, observa-se que a esfera $C$ atrai as esferas $D$ e $E$ . Finalmente, observa-se que a esfera $B$ atrai as esferas $C$ e $D$ , mas repele a esfera $E$ . Determine:

A. Quantas esferas possuem carga positiva?
B. Quantas esferas descarregadas?
C. Quantas esferas possuem carga negativa?

Topic: Electrostatics Metodi: Coulomb’s Law, Physical Modeling, Symmetry Argument Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling, Diagrammatic Reasoning Objects: Conducting Sphere Fonte: Testo (PDF) — p.6

Domanda 8. In un laboratorio didattico ci sono 5 piccole sfere conduttrici $A$ , $B$ , $C$ , $D$ e $E$ , le stesse che possono o non essere elettricate. Le sfere sono lontane e in tutto l’esperimento sono tenute isolate. Si fa un esperimento che consiste nel avvicinare le sfere, due a Due, impedendo loro di scambiare carichi e tenendo le altre distanti. Inizialmente si avvicina la sfera $A$ delle altre sfere, e si osserva che l’interazione è attraente quando $A$ si avvicina a $B$ , $C$ o $E$ ed è repulsivo quando $A$ si avvicina a $D$ . Poi si osserva che la sfera $C$ attira le sfere $D$ e $E$ . Infine, si osserva che la sfera $B$ attira le sfere $C$ e $D$ , ma respinge la sfera $E$ . Determina: Quante sfere hanno carica positiva?

B. Quante sfere sono state scaricate?
C. Quante sfere hanno carica negativa?

Question eight. In a teaching laboratory there are 5 small conductive spheres $A$ , $B$ , $C$ , $D$ and $E$ , identical ones that may or may not be electrified. The spheres are distant and throughout the experiment are kept isolated. An experiment is carried out which involves bringing the spheres closer together, two to Two, preventing them from switching loads and keeping the others at bay. It’s getting closer The $A$ sphere of the other spheres, and it is observed that the interaction is attractive when $A$ approaches $B$ , $C$ or $E$ and is repulsive when $A$ approaches $D$ . Then you notice that the sphere $C$ attracts as esferas $D$ e $E$ . Finally, it is noted that the $B$ sphere attracts the $C$ and $D$ spheres, but repels the esfera $E$ . Determine:

A How many spheres have positive charge?
B. Quantas esferas descarregadas?
C. How many spheres have negative charge?

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