OBF 2024

Questão 1. Uma pessoa planeja construir uma parede de tijolos maciços para fechar completamente um vão de 4,40 m de largura por 3,50 m de altura. Os tijolos têm dimensões de 20,0 cm $\times$ 10,0 cm $\times$ 5,00 cm. A parede deve ter espessura de 10,0 cm de forma que os tijolos devem ser assentados com o lado maior na direção do comprimento da parede e o menor na direção da altura. Os tijolos devem ser assentados usando uma argamassa de densidade $1900 kg/m^{3}$ que os deixam separados por uma distância $d$ . Considere que a argamassa preenche completamente o espaço entre os tijolos.

A. Caso $d$ seja desprezível, quantos tijolos, aproximadamente, são utilizados na parede?
B. Caso $d = 2, 00$ cm, quantos tijolos são utilizados, aproximadamente, na parede?
C. Caso $d = 2, 00$ cm, qual a massa da argamassa aproximadamente, em kg, é utilizada na parede?

Topic: Order-of-Magnitude Estimation, Newtonian Mechanics Metodi: Physical Modeling, Dimensional Analysis, Order-of-Magnitude Estimation Competenze: Estimation & Approximation, Mathematical Modeling, Unit Conversion Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.2

Quesito 1. Una persona sta progettando di costruire un muro di mattoni Massicci per chiudere completamente un vuoto di 4,40 m di larghezza di 3,50 metri di altezza. Le mattoni hanno dimensioni $\times$ 10,0 cm $\times$ 5,00 cm. Il muro deve avere spessore di 10,0 cm in modo che i mattoni siano a posizioni con il lato più alto in direzione della lunghezza Il muro e il minimo verso l’altezza. I mattoni devono essere appoggiati con un’alligatoria di densità $1900 kg/m^{3}$ che li lasciano separati da una distanza $d$ . Considera che la scatola di scatola riempie completamente il spazio tra i mattoni.
A. Se $d$ è scarsa, quante mattoni circa vengono utilizzati per il muro?
B. In caso di $d = 2, 00$ cm, quante mattoni sono utilizzati circa sul muro?
C. Caso $d = 2, 00$ cm, che massa di argamassa in kg circa, è utilizzata in
Un muro?

Question number one. A person plans to build a brick wall Massive to completely close a gap of 4.40 m of a width of 3,50 m in height. The dimensions of the bricks are 20,0 cm $\times$ 10,0 cm $\times$ 5,00 cm. The wall must have a thickness of 10,0 cm such that the bricks shall be Seated with the largest side in the direction of length The wall and the smaller one in the direction of height. The bricks shall be laid using a density grinder $1900 kg/m^{3}$ which leave them separated by a distance $d$ . Consider that the sludge completely fills the space between the bricks.

A. If $d$ is despicable, how many bricks are used on the wall?
B. In the case of $d = 2, 00$ cm, how many bricks are used approximately on the wall?
**C ** In the case of $d = 2, 00$ cm, which is the mass of the alloy approximately in kg, used in the The wall?

Questão 2. Alberto e Bruno moram em cidades que estão ligadas por uma estrada de 300 km de extensão. Certo dia, Alberto decide fazer uma visita surpresa a Bruno e inicia sua viagem às 8h00min da manhã. Coincidentemente, Bruno tem a mesma ideia, e parte em direção à cidade de Alberto às 8h27min da manhã. Sabendo que Alberto e Bruno dirigem durante este percurso seus automóveis com velocidades escalares médias de 60 km/h e 80 km/h, respectivamente, determine: (a) O intervalo de tempo, em minutos, contados do início de sua viagem, em que o carro de Alberto cruza o carro de Bruno. (b) A distância, em km, percorrida pelo carro de Bruno até o ponto onde se cruzaram.

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Kinematic Equations, Physical Modeling Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.3

Quesito 2. Alberto e Bruno vivono in città collegate da una strada che si estende per 300 chilometri. Un giorno Alberto decide di fare una visita sorpresa a Bruno e inizia il suo viaggio alle 8.00

La mattina. Accidentalmente Bruno ha la stessa idea, e parte verso la città di Alberto alle 8:27 del mattino. Sapendo che Alberto e Bruno guidano durante questo percorso le loro auto con velocità di scala media di 60 km/h e 80 km/h, rispettivamente; determinare: (a) L’intervallo di tempo, in minuti, contato dall’inizio del viaggio, in cui la macchina di Alberto attraversa la macchina di Bruno. (b) Distanza in chilometri percorsa dalla macchina di Bruno fino al punto in cui si sono incrociati.

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Kinematic Equations, Physical Modeling Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.3

Question two. Alberto and Bruno live in cities that are connected by a 300-kilometer-long road. One day, Alberto decides to make a surprise visit to Bruno and begins his journey at 8:00 In the morning. Coincidentally, Bruno has the same idea, and he heads towards the city of Alberto at 8:27 in the morning. Knowing that Alberto and Bruno drive on this route their vehicles with average speed of 60 km/h and 80 km/h respectively, determine: (a) The time interval in minutes after the start of the journey in which the car of the person concerned has travelled Alberto crosses Bruno’s car. (b) The distance in km travelled by Bruno’s car to the point where they crossed.

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Kinematic Equations, Physical Modeling Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.3

Questão 3. Considere um recipiente cilíndrico de raio $R = 4, 00$ cm e altura $H = 6, 00$ cm, de paredes finas e massa $m = 160$ g. Quando completamente vazio ele flutua em uma vasilha com água, conforme a figura ao lado. Qual a máxima massa de água, em g, pode ser adicionada ao recipiente de modo que ele continue flutuando?

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

Domanda 3. Considerare un recipiente cilindrico di $R = 4, 00$ cm di radio e altezza $H = 6, 00$ cm, pareti sottili e massa $m = 160$ g. Quando è completamente vuoto flotta in un vasello con acqua, come riportato nella figura accanto. Qual è la massima massa di acqua, in g, può essere aggiunta al contenitore

cosi’ che continui a fluttuare?

Question three. Consider a cylindrical container with a radius $R = 4, 00$ cm and Height $H = 6, 00$ cm, thin walls and mass $m = 160$ g. When completely empty it floats in a vase with water, as shown next to it. What’s the maximum? water mass in g may be added to the container So he keeps floating?

Questão 4. As unidades de medida são escolhidas de acordo com o experimento ou observação que são feitos. Por exemplo, ao acompanhar o movimento de uma lesma ao longo de uma parede pode ser conveniente adotar como unidade de comprimento o centímetro (cm) e de tempo o minuto (min), de forma que a rapidez média da lesma seria dada em cm/min. Em nossa experiência cotidiana com meios de transporte terrestre estamos bastante acostumados a medir velocidade em quilômetros por hora (km/h). Nos Estados Unidos, entre outros países, são usadas polegadas e milhas para medir pequenas e grandes distâncias. Quando se deseja comparar medidas dadas em diferentes unidades é necessário fazer a devida conversão. Dados: 1 polegada = 2,54 cm e 1 milha = 1600 m (aproximadamente).

A. Qual o fator de conversão de cm/min para km/h (qual o valor de 1 cm/min em km/h)?
B. Qual o fator de conversão de pol/min (polegada por minuto) para mph (milha por hora)?

Topic: Order-of-Magnitude Estimation Metodi: Dimensional Analysis Competenze: Unit Conversion, Mathematical Modeling Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.3

Quattro. Le unità di misura sono scelte in base all’esperimento o all’osservazione che sono fatti. Per esempio, seguendo il movimento di una scia lungo una Il muro può essere conveniente ad adottare come unità di lunghezza il centimetro (cm) e tempo per minuto (min), in modo che la velocità media della lama sia data in cm/min. Em La nostra esperienza quotidiana con i mezzi di trasporto terrestri siamo abbastanza abituati la misurazione della velocità in chilometri orari (km/h). Negli Stati Uniti, tra gli altri paesi, sono utilizzati in pollici e miglia per misurare le piccole e le grandi distanze. Quando si desidera La Commissione ha adottato una decisione che prevede che la Commissione non debba prendere misure per la riduzione delle emissioni di gas. Dati: 1 pollice = 2,54 cm e 1 miglio = 1600 m (circa).

A. Qual è il fattore di conversione di cm/min per km/h (qual è il valore di 1 cm/min per km/h)?
B. Qual è il fattore di conversione da pol/min (minuto) a mph (mile/ora)?

Topic: Order-of-Magnitude Estimation Metodi: Dimensional Analysis Competenze: Unit Conversion, Mathematical Modeling Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.3

Question four. The units of measurement are chosen according to the experiment or observation They’re made. For example, by tracking the movement of a braid along a The wall may be suitable to adopt as a unit of length the centimetre (cm) and time per minute (min), so that the average speed of the straw would be given in cm/min. Em Our everyday experience with ground transportation means we are quite used to. the speed measured in kilometres per hour (km/h). In the United States, among other countries, Inches and miles are used to measure small and large distances. When you wish The conversion is necessary to compare measurements given in different units. The data: 1 inch = 2.54 cm and 1 mile = 1600 m (approximately).

A. What is the conversion factor from cm/min to km/h (what is the value of 1 cm/min in km/h)?
B. What is the conversion factor from pol/min (minute) to mph (mile per hour)?

Topic: Order-of-Magnitude Estimation Metodi: Dimensional Analysis Competenze: Unit Conversion, Mathematical Modeling Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.3

Questão 5. Fazendo uma trilha com sua bicicleta, um ciclista desce uma rampa com uma velocidade constante de 6,0 m/s. A figura abaixo à esquerda, na qual $H = 9, 00$ m e $L = 12, 0$ m, mostra a rampa e a figura abaixo à direita mostra o sistema de freios a disco instalados nas duas rodas da bicicleta. Ao acionar o freio com a roda em movimento a peça A aplica uma força dissipativa, ou seja, transforma energia mecânica em energia térmica. Nesta bicicleta os discos são feitos de aço (calor específico de $0, 100 cal/g^{\circ} C$ ) e cada um tem uma massa de 150 g. Desconsiderando as demais forças dissipativas (resistência do ar, etc), responda as questões a seguir. A massa do conjunto ciclista-bicicleta é 80 kg.

A. Quanta energia mecânica é dissipada nos freios, em J?
B. Considere que 60% da energia mecânica dissipada seja convertida em calor transferido aos discos (os 40% restantes são transferidos para o ambiente, pelo vento, radiação, etc). Qual a variação da temperatura dos discos em $^{\circ} C$ ?

Topic: Conservation of Energy, Thermodynamics, Newtonian Mechanics Metodi: Energy Conservation Method, Conservation Laws, First Law of Thermodynamics Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Wheel, Disk Fonte: Testo (PDF) — p.4

Quinta domanda. Facendo un tracciato con la bicicletta, un ciclista scende una rampa con una velocità costante di 6,0 m/s. La figura di seguito a sinistra, in cui $H = 9, 00$ m e $L = 12, 0$ m, mostra la rampa e la figura sotto a destra mostra il sistema di frenatura a disco installato nei due ruote della bicicletta. Quando si attiva il freino con la ruota in movimento, la parte A applica una la forza dissipativa, cioè trasforma l’energia meccanica in energia termica. Su questa bici i dischi sono in acciaio (calore specifico $0, 100 cal/g^{\circ} C$ ) e ognuno ha una massa di 150 g. Rispondere alle domande che vengono poste, senza considerare le altre forze dissipative (resistenza dell’aria, ecc.)

E’ il prossimo. Il peso del gruppo ciclista-bicicletta è di 80 kg.
A Quanta energia meccanica viene dissipata nei freni, in J?
B. Considera che il 60% dell’energia meccanica dissipata sia convertita in calore trasferito La produzione di energia elettrica è stata aumentata in misura significativa. Qual è la variazione della temperatura dei dischi in $^{\circ} C$ ?

Question five. Making a trail with his bike, a cyclist descends a ramp with a a constant speed of 6,0 m/s. Figure below left, where $H = 9, 00$ m and $L = 12, 0$ m, shows the ramp and the figure below on the right shows the disc brake system installed on the Two wheels of the bicycle. When the brake is actuated with the wheel in motion, part A applies a The energy used in the process is the energy of the system. On this bike, discs are made of steel (specific heat of $0, 100 cal/g^{\circ} C$ ) and each has a mass of 150 g. The answer to the questions is that the air force is not a force of diffusion. Next one. The mass of the cyclist-bicycle set is 80 kg.

A How much mechanical energy is dissipated in the brakes in J?
B. Consider that 60% of the dissipated mechanical energy is converted into transferred heat The remaining 40% is transferred to the environment by wind, radiation, etc. What is the difference in the temperature of the discs in $^{\circ} C$ ?

Questão 6. As unidades de medida são escolhidas de acordo com o experimento ou observação que são feitos. Por exemplo, ao acompanhar o movimento de uma lesma ao longo de uma parede pode ser conveniente adotar como unidade de comprimento o centímetro (cm) e de tempo o minuto (min), de forma que a rapidez média da lesma seria dada em cm/min. Em nossa experiência cotidiana com meios de transporte terrestre estamos bastante acostumados a medir velocidade em quilômetros por hora (km/h). Nos Estados Unidos, entre outros países, são usadas polegadas e milhas para medir pequenas e grandes distâncias. Quando se deseja comparar medidas dadas em diferentes unidades é necessário fazer a devida conversão. Dados: 1 polegada = 2,54 cm e 1 milha = 1600 m (aproximadamente).

A. Qual o fator de conversão de cm/min para km/h (qual o valor de 1 cm/min em km/h)?
B. Qual o fator de conversão de pol/min (polegada por minuto) para mph (milha por hora)?

Topic: Order-of-Magnitude Estimation Metodi: Dimensional Analysis Competenze: Unit Conversion, Mathematical Modeling Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.4

Quesito 6. Le unità di misura sono scelte in base all’esperimento o all’osservazione che sono fatti. Per esempio, seguendo il movimento di una scia lungo una Il muro può essere conveniente ad adottare come unità di lunghezza il centimetro (cm) e tempo per minuto (min), in modo che la velocità media della lama sia data in cm/min. Em La nostra esperienza quotidiana con i mezzi di trasporto terrestri siamo abbastanza abituati la misurazione della velocità in chilometri orari (km/h). Negli Stati Uniti, tra gli altri paesi, sono utilizzati in pollici e miglia per misurare le piccole e le grandi distanze. Quando si desidera La Commissione ha adottato una decisione che prevede che la Commissione non debba prendere misure per la riduzione delle emissioni di gas. Dati: 1 pollice = 2,54 cm e 1 miglio = 1600 m (circa).

A. Qual è il fattore di conversione di cm/min per km/h (qual è il valore di 1 cm/min per km/h)?
B. Qual è il fattore di conversione da pol/min (minuto) a mph (mile/ora)?

Topic: Order-of-Magnitude Estimation Metodi: Dimensional Analysis Competenze: Unit Conversion, Mathematical Modeling Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.4

Question number six. The units of measurement are chosen according to the experiment or observation They’re made. For example, by tracking the movement of a braid along a The wall may be suitable to adopt as a unit of length the centimetre (cm) and time per minute (min), so that the average speed of the straw would be given in cm/min. Em Our everyday experience with ground transportation means we are quite used to. the speed measured in kilometres per hour (km/h). In the United States, among other countries, Inches and miles are used to measure small and large distances. When you wish The conversion is necessary to compare measurements given in different units. The data: 1 inch = 2.54 cm and 1 mile = 1600 m (approximately).

A. What is the conversion factor from cm/min to km/h (what is the value of 1 cm/min in km/h)?
B. What is the conversion factor from pol/min (minute) to mph (mile per hour)?

Topic: Order-of-Magnitude Estimation Metodi: Dimensional Analysis Competenze: Unit Conversion, Mathematical Modeling Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.4

Questão 7. A velocidade $V$ de propagação de uma onda em uma corda vibrante é dada por:

$V = \frac{T}{μ}$

onde $T$ é a tensão na corda e $μ$ é a densidade linear de massa da corda, ou seja, a massa por unidade de comprimento da corda. Considere uma corda de violão de aço de comprimento de 650 mm e diâmetro de 0,40 mm na qual $V = 400$ m/s. Sabendo que a densidade do aço é $8000$ $kg/m^{3}$ , determine:

A. $μ$ , em kg/m.
B. $T$ , em N.

Topic: Oscillations & Waves Metodi: Wave Equation, Dimensional Analysis Competenze: Mathematical Modeling, Physical Reasoning Objects: String Fonte: Testo (PDF) — p.5

Quesito 7. La velocità $V$ di diffusione di un’onda su una corda vibrante è data da:

$V = \frac{T}{μ}$

dove $T$ è la tensione della corda e $μ$ è la densità lineare di massa della corda, cioè la massa per unità di lunghezza della corda. Considerate una corda di chitarra in acciaio di lunghezza di 650 mm e diametro di 0,40 mm in cui $V = 400$ m/s. Sapendo che la densità dell’acciaio è $8000$ $kg/m^{3}$ , determina:

A. $μ$ , em kg/m.
B. $T$ , em N.

Topic: Oscillations & Waves Metodi: Wave Equation, Dimensional Analysis Competenze: Mathematical Modeling, Physical Reasoning Objects: String Fonte: Testo (PDF) — p.5

Question seven. The $V$ speed of propagation of a wave on a vibrating string is given by:

$V = \frac{T}{μ}$

where $T$ is the tension on the rope and $μ$ is the linear density of the rope mass, i.e. the mass per unit of length of rope. Consider a steel guitar string of length 650 mm and a diameter of 0,40 mm in which $V = 400$ m/s. Knowing that the density of the steel is $8000$ $kg/m^{3}$ , determine:

A. $μ$ , em kg/m.
B. $T$ , em N.

Topic: Oscillations & Waves Metodi: Wave Equation, Dimensional Analysis Competenze: Mathematical Modeling, Physical Reasoning Objects: String Fonte: Testo (PDF) — p.5

Questão 8. Em um laboratório de física há uma mesa horizontal com pequenos furos pelos quais saem jatos de ar (parecida com a usada no jogo hoquei de mesa). Desta forma um disco plástico pode deslizar sobre ela com força de atrito desprezível. A mesa tem uma beirada elevada em relação ao plano de movimento para impedir que o disco caia. Um estudante lança um disco com velocidade perpendicular a um lado da mesa, de forma que o disco realiza um movimento de bate e volta unidimensional, pois a velocidade inverte seu sentido quando colide com uma beirada da mesa. Ele realiza medidas de posição do centro do disco em função do tempo que são apresentadas no gráfico. As beiradas da mesa são de borracha e, em geral, restituem quase toda a energia ao disco em uma colisão. No entanto, o estudante recobriu uma beirada da mesa com uma fita levemente amortecedora. (a) Qual a distância $d$ , em cm, percorrida pelo disco durante o intervalo de 0 a 3 s mostrado no gráfico? (b) Determine o coeficiente de restituição da colisão com a beirada da mesa coberta com fita. Ele é definido por $e = \frac{v _{f}}{v _{i}}$ onde $v_{i}$ e $v_{f}$ são, respectivamente, as velocidades escalares imediatamente antes e depois da colisão com essa beirada.

Topic: Newtonian Mechanics, Conservation of Energy Metodi: Kinematic Equations, Energy Conservation Method, Experimental Data Analysis Competenze: Experimental Data Analysis, Physical Reasoning, Graph Linearization Objects: Disk Fonte: Testo (PDF) — p.5

Domanda 8. In un laboratorio di fisica c’è una tavola orizzontale con piccoli fori attraverso i quali usciamo. jet aereo (simile a quello usato nel gioco di hockey da tavolo). In questo modo un disco di plastica può scivolare su di essa con una forza di attrito dispregiata. Il tavolo ha un bordo elevato in Relazione con il piano di movimento per impedire il cadimento del disco. Uno studente lancia un disco con velocità perpendicolare a un lato della tavola, in modo che il disco faccia un movimento di battuta e di ritorno unidimensionato, poiché la velocità inverte il suo senso quando si schianta con una

Al margine del tavolo. Si fa misura della posizione del centro del disco in funzione del tempo che sono illustrati nel grafico. I bordi del tavolo sono di gomma e generalmente restituiscono quasi tutta l’energia del disco in una collisione. Tuttavia, lo studente ha ricoperto un bordo della scrivania con una cinta leggermente ammortizzante. (a) Qual è la distanza $d$ in cm percorsa dal disco durante l’intervallo da 0 a 3 secondi mostrato sul grafico? (b) Determina il coefficiente di restituzione della collisione con il bordo della tavola coperta di
Cose. È definito da $e = \frac{v _{f}}{v _{i}}$ dove $v_{i}$ e $v_{f}$ sono rispettivamente le velocità scalari immediatamente prima e dopo l’incontro con quella sponda.

Question eight. In a physics lab there’s a horizontal table with little holes through which they come out. Air jets (similar to the one used in table hockey). This is a plastic disc. It can slip over it with a slight friction force. The table has a raised edge on the relative to the motion plane to prevent the disc from falling. A student releases a record with a speed perpendicular to one side of the table, so that the disc makes a movement The speed of the beating and the rotation is one-dimensional, as the speed reverses its direction when it collides with a I’m on the edge of the table. It performs position measurements of the center of the disc according to the time that are shown in the graph. The edges of the table are rubber and generally give back almost All the energy on the disc in a collision. However, the student recovered a rib from the table with a slightly cushioning tape. (a) What is the distance $d$ in cm travelled by the disc during the interval of 0 to 3 s shown on the chart? (b) Determine the coefficient of return of the collision with the edge of the table covered with

It’s not a tape. It is defined by $e = \frac{v _{f}}{v _{i}}$ where $v_{i}$ and $v_{f}$ are the scalar velocities respectively immediately before and after the collision with that edge.

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