OBF 2006

Questão 01 (somente para 1a série) - Num intervalo de 4 minutos, uma bomba hidráulica deve elevar $1 m^{3}$ de água para um reservatório situado a 12 metros de altura. Desprezando-se as resistências mecânicas devidas ao circuito hidráulico, calcule:

A. em joules, o trabalho $τ$ desenvolvido pela bomba para realizar a tarefa.
B. em watts, a potência mecânica $P$ desenvolvida pela bomba.

Topic: Fluid Mechanics, Conservation of Energy Metodi: Energy Conservation Method, Physical Modeling Competenze: Mathematical Modeling, Physical Reasoning Objects: Container Fonte: Testo (PDF) — p.2

Quesito 01 (solo per la prima classe) - A intervalli di 4 minuti, una pompa idraulica deve alzare $1 m^{3}$ di acqua per un serbatoio situato ad un’altezza di 12 metri. Scommettere le resistenze meccaniche dovute al circuito idraulico, calcolare:

**A ** in joules, il lavoro $τ$ sviluppato dalla pompa per eseguire il compito.
**B ** in watts, la potenza meccanica $P$ sviluppata dalla pompa.

Question 01 (for 1st class only) - At intervals of 4 minutes, a hydraulic pump shall lift $1 m^{3}$ of water for a reservoir situated at a height of 12 metres. Disregarding Resistance mechanics due to the hydraulic circuit, calculate:

**A ** in joules, the $τ$ work developed by the pump to perform the task.
**B ** in watts, the mechanical power $P$ developed by the pump.

Questão 02 (1a e 2a séries) - Abandonado a partir do ponto A, um bloco desliza livremente e sem atrito por uma guia circular de raio $R$ até dela escapar no ponto B. Sabendo-se que o raio da guia é igual a $1, 8 m$ : a) encontre, em m/s, o valor da velocidade $v_{B}$ com que o bloco escapa no ponto B; b) encontre, em segundos, o tempo $t_{B C}$ decorrido para o bloco ir do ponto B até o ponto C; c) determine, em m, o valor da distância $x$ , medida pela projeção horizontal da trajetória do bloco, desde B até C.

Topic: Newtonian Mechanics, Conservation of Energy Metodi: Energy Conservation Method, Kinematic Equations, Free-Body Diagram Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Block Fonte: Testo (PDF) — p.2

Domanda 02 (serie 1 e 2) - Abbandonato a partire dal punto A, un blocco scivola liberamente e senza attrito da una guida circolare di raggi $R$ finché non la salta al punto B. Sapendo che la guida del cazzo è uguale a $1, 8 m$ : a) trova, in m/s, il valore della velocità $v_{B}$ con cui il blocco scappa il punto B; b) Trova in secondi il tempo $t_{B C}$ trascorso per il blocco di punto B fino al punto C; c) determina, in m, il valore della distanza $x$ , misurata dalla proiezione orizzontale del percorso del blocco, da B a C.

Question 02 (1st and 2nd series) - Abandoned from point A, a The block slides freely and without friction by a circular guide of $R$ radius until she escapes at point B. Knowing that the fucking guide is equal to $1, 8 m$ : (a) Find in m/s the value of the speed $v_{B}$ at which the block escapes in point B; (b) Find in seconds the time $t_{B C}$ it took for the block to go from the point B to point C; (c) determine, in m, the value of the distance $x$ measured by the projection horizontal of the block trajectory from B to C.

Questão 03 (somente para 1a série) - Um objeto é lançado verticalmente para cima e atinge, no ponto mais alto de sua trajetória, uma altura igual a 20m. Desconsiderando a resistência do ar, determine:

A. a velocidade com que foi lançado;
B. em quanto tempo, após o lançamento, ele retorna ao ponto de partida.

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Kinematic Equations, Energy Conservation Method Competenze: Mathematical Modeling, Physical Reasoning Objects: Projectile Fonte: Testo (PDF) — p.2

Quesito 03 (solo per la prima serie) - Un oggetto viene lanciato verticalmente verso l’alto e raggiunge il punto più alto del suo percorso, un’altezza pari a 20 metri. Indicare, senza considerare la resistenza all’aria:

A. la velocità con cui è stato lanciato;
B. quanto tempo dopo il lancio, ritorna al punto di partenza.

Question 03 (for 1st series only) - An object is thrown vertically upwards and reaches the point higher than its trajectory, a height equal to 20 meters. Determine, without regard to air resistance:

A the speed at which it was launched;
B. as long as it returns to the starting point after launch.

Questão 04 (1a e 2a séries) - Considerando-se que o Sol tem massa cerca de 320000 vezes a massa da Terra e diâmetro cerca de 100 vezes o do nosso planeta, determine quantas vezes o campo gravitacional na superfície do Sol é maior que o campo gravitacional na superfície da Terra.

Topic: Gravitation Metodi: Newton’s Law of Gravitation, Dimensional Analysis Competenze: Mathematical Modeling, Physical Reasoning Objects: Star, Planet Fonte: Testo (PDF) — p.2

Domanda 04 (seri 1 e 2) - Considerando che il Sole ha massa circa 320000 volte quella del Sole Il campo è di circa 100 volte il diametro del nostro pianeta. gravità sulla superficie del Sole è maggiore del campo gravitazionale sulla superficie della Terra.

Question 04 (first and second series) - Considering that the Sun has a mass of about 320000 times the mass It’s about 100 times the diameter of our planet, determines how many times the field is gravitational field on the surface of the Sun is greater than the gravitational field on the surface of the Earth.

Questão 05 (1a e 2a séries) - Um balão cheio de hidrogênio foi usado para manter suspensa uma massa de 180 kg (o próprio balão, piloto, cesto, equipamentos, etc..) acima do solo. Considerando-se que, sob pressão de 1,0 atm, a massa específica do ar vale $μ_{A R} = 1, 300 kg/m^{3}$ e a do gás hidrogênio $μ_{H 2} = 0, 090 kg/m^{3}$ , determine:

A. em $m^{3}$ , o volume mínimo $V$ do balão, suficiente para executar a tarefa;
B. em m, o raio $R$ deste balão, admitindo-o esférico e lembrando que o volume de uma esfera é dado por $V = (4 π R^{3}) /3$ (deixe indicada a raiz cúbica!)

Topic: Fluid Mechanics Metodi: Hydrostatic Equilibrium, Physical Modeling Competenze: Mathematical Modeling, Physical Reasoning Objects: Gas Fonte: Testo (PDF) — p.2

Domanda 05 (serie 1 e 2) - Un pallone pieno di idrogeno è stato utilizzato per mantenere sospeso un massa di 180 kg (ballo stesso, pilota, cesto, attrezzature, ecc.) sopra il suolo. Considerando che che, sotto una pressione di 1,0 atm, il massa specifico dell’aria è $μ_{A R} = 1, 300 kg/m^{3}$ e quello del gas idrogeno $μ_{H 2} = 0, 090 kg/m^{3}$ , determina:

A. in $m^{3}$ , il volume minimo $V$ del pallone sufficiente a svolgere il compito;
B. in m, il raggio $R$ di questo pallone, assumendo che sia sferico e ricordando che il volume di una sfera è dato per $V = (4 π R^{3}) /3$ (lascia indicato il radice cubo!)

Topic: Fluid Mechanics Metodi: Hydrostatic Equilibrium, Physical Modeling Competenze: Mathematical Modeling, Physical Reasoning Objects: Gas Fonte: Testo (PDF) — p.2

Question 05 (first and second series) - A balloon full of hydrogen was used to keep a mass of 180 kg (the balloon itself, pilot, basket, equipment, etc.) above the ground. Considering that which, at a pressure of 1,0 atm, the specific mass of the air is $μ_{A R} = 1, 300 kg/m^{3}$ and that of the hydrogen gas $μ_{H 2} = 0, 090 kg/m^{3}$ , determine:

A in $m^{3}$ , the minimum volume $V$ of the balloon sufficient to perform the task;
**B ** in m, the radius $R$ of this balloon, admitting it to be spherical and remembering that the volume of a sphere is given by $V = (4 π R^{3}) /3$ (leave the cubic root indicated!)

Topic: Fluid Mechanics Metodi: Hydrostatic Equilibrium, Physical Modeling Competenze: Mathematical Modeling, Physical Reasoning Objects: Gas Fonte: Testo (PDF) — p.2

Questão 06 (1a e 2a séries) - Uma sala de aula tem comprimento $C$ de 6,0m, largura $L$ de 4,0m e altura $A$ de 3,0m. Num dia em que a temperatura ambiente é de $17^{\circ} C$ e a pressão $p_{0}$ no ambiente é de 1,0atm, determine: a) a massa $m$ , em kg, do ar contido nesta sala, considerando que um mol desse ar tem massa igual a $29 \cdot 1 0^{- 3} kg$ . b) a massa específica que essa massa de ar terá se for totalmente comprimida e colocada em um bujão de gás (“gás de cozinha”) de capacidade igual a $30 dm^{3}$ .

Topic: Thermodynamics Metodi: Ideal Gas Law, Physical Modeling Competenze: Mathematical Modeling, Unit Conversion Objects: Gas, Container Fonte: Testo (PDF) — p.2

Domanda 06 (serie 1 e 2) - Una classe ha una lunghezza $C$ di 6,0 m, una larghezza $L$ di 4,0 m e una altezza $A$ de 3,0m. Un giorno in cui la temperatura ambiente è $17^{\circ} C$ e la pressione ambiente $p_{0}$ è di 1,0 atm, determinare: a) la massa $m$ , in kg, dell’aria contenuta in questa sala, considerando che un mol di tale aria ha una massa pari a $29 \cdot 1 0^{- 3} kg$ . b) la massa specifica che tale massa di aria avrà se viene completamente compressa e messa in un un gas di gas (“gas di cucina”) di capacità pari a $30 dm^{3}$ .

Topic: Thermodynamics Metodi: Ideal Gas Law, Physical Modeling Competenze: Mathematical Modeling, Unit Conversion Objects: Gas, Container Fonte: Testo (PDF) — p.2

Questão 06 (1a e 2a séries) - Uma sala de aula tem comprimento $C$ de 6,0m, largura $L$ de 4,0m e altura $A$ de 3,0m. On a day when the ambient temperature is $17^{\circ} C$ and the ambient pressure is $p_{0}$ 1,0 atm, determine: (a) the mass $m$ in kg of air contained in this room, whereas one mole of this air has a mass equal to $29 \cdot 1 0^{- 3} kg$ . (b) the specific mass that that air mass will have if it is fully compressed and placed in a a gas burner (kitchen gas) of a capacity equal to $30 dm^{3}$ .

Topic: Thermodynamics Metodi: Ideal Gas Law, Physical Modeling Competenze: Mathematical Modeling, Unit Conversion Objects: Gas, Container Fonte: Testo (PDF) — p.2

Questão 07 (somente para 1a série) - O diagrama representa as mudanças da velocidade de um móvel em trajetória retilínea em função do tempo. a) quanto vale, em m, o deslocamento do móvel entre os instantes $t = 1 s$ e $t = 3 s$ ? b) quanto vale, em $m/s^{2}$ , a aceleração do móvel no instante $t = 1 s$ .

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Kinematic Equations, Physical Modeling Competenze: Graph Linearization, Mathematical Modeling Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.2

Domanda 07 (solo per la prima classe) - Il diagramma rappresenta le variazioni della velocità di un veicolo in rotta reticolare in funzione del tempo. a) quanto vale, in m, il spostamento del mobile tra gli istanti $t = 1 s$ e $t = 3 s$ ? b) quanto vale, in $m/s^{2}$ , l’accelerazione del mobile in istante $t = 1 s$ .

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Kinematic Equations, Physical Modeling Competenze: Graph Linearization, Mathematical Modeling Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.2

Question 07 (for 1st grade only) - The diagram represents the changes in the speed of a moving vehicle in a reticulated path in a function of time. (a) the value of the mobile shift between instants $t = 1 s$ in m e $t = 3 s$ ? (b) the instantaneous acceleration of the mobile $m/s^{2}$ is equal to $t = 1 s$ .

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Kinematic Equations, Physical Modeling Competenze: Graph Linearization, Mathematical Modeling Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.2

Questão 08 (1a e 2a séries) - No sistema representado e em equilíbrio, a mola tem uma constante elástica igual a 1,0kN/m, a bola tem um peso $P_{B}$ igual a 200N, o ângulo $α$ vale $4 5^{\circ}$ e o corpo suspenso tem peso $P_{A}$ igual a 49N. Nessas condições, calcule:

A. a força de reação $N$ que o plano de apoio exerce sobre a bola;
B. a deformação $x$ provocada na mola para garantir o equilíbrio.

Topic: Newtonian Mechanics, Rigid Body Statics Metodi: Free-Body Diagram, Hooke’s Law, Vector Decomposition Competenze: Diagrammatic Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Spring, Ball Fonte: Testo (PDF) — p.3

Questone 08 (serie 1 e 2) - Nel sistema rappresentato e in equilibrio, la la molla ha una costante elastica pari a 1,0kN/m, la palla ha un peso $P_{B}$ pari a 200N, l’angolo $α$ è $4 5^{\circ}$ e il corpo sospeso è peso $P_{A}$ pari a 49N. In queste condizioni, calcola:

A. la forza di reazione $N$ che il piano di supporto esercita sulla palla;
B. la deformazione $x$ provocata nella molla per garantire l’equilibrio.

Question 08 (1st and 2nd series) - In the represented and balanced system, the The spring has an elastic constant equal to 1.0kN/m, the ball has a weight $P_{B}$ equal to 200N, the angle $α$ is $4 5^{\circ}$ and the suspended body weighs $P_{A}$ equal to 49N. Under these conditions, calculate:

A. the reaction force $N$ that the support plane exerts on the ball;
B. the deformation $x$ caused in the spring to ensure balance.

Questão 09 (somente para 1a série) - No esquema, os corpos A, B e C têm massas que valem respectivamente 7,0kg, 2,0kg e 1,0kg e as roldanas e o cabo que une os corpos têm suas inércias e atritos irrelevantes. Sustentado pela mão de um operador o sistema é mantido em equilíbrio. a) Determine o valor da tração $T_{S}$ no cabo que interliga as roldanas quando o corpo A estiver sendo sustentado pela mão do operador. b) Determine o valor da tração $T_{L}$ no cabo que interliga as roldanas após o operador largar o corpo A.

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Free-Body Diagram, Physical Modeling, Conservation of Momentum Competenze: Diagrammatic Reasoning, Physical Reasoning Objects: Pulley, String Fonte: Testo (PDF) — p.3

Domanda 09 (solo per la prima classe) - In schema, i corpi A, B e C hanno masse di 7,0 kg, 2,0 kg e 1,0 kg, rispettivamente, e le rouldanne e il cavo che unisce i corpi ha le sue inerzie e gli attriti irrilevanti. Sostenuto dalla mano di un operatore, il sistema è mantenuto in equilibrio. a) Determina il valore di tensione $T_{S}$ nel cavo che collega le rotelle quando: il corpo A è sostenuto dalla mano dell’operatore. b) Determina il valore di trazione $T_{L}$ nel cavo che collega le rotelle dopo il Operatore, lascia perdere il corpo A.

Question 09 (for 1st class only) - In the scheme, bodies A, B and C have masses of 7,0 kg, 2,0 kg and 1,0 kg respectively and rollers And the cable that connects the bodies has its inertia and irrelevant friction. Supported by the hand of an operator, the system is kept in balance. (a) Determine the value of the $T_{S}$ traction on the cable connecting the rollers when body A is being held by the operator’s hand. (b) Determine the value of the $T_{L}$ traction on the cable connecting the rollers after the Operator drop body A.

Questão 10 (1a e 2a séries) - Num recipiente adiabático de capacidade térmica desprezível em que existe uma massa $m_{a}$ de 200g de água a $100^{\circ} C$ , é misturada uma massa $m_{g}$ de 100g de gelo moído a $0^{\circ} C$ . Considerando o calor latente de fusão do gelo igual a 80cal/g,

A. determine, em $^{\circ} C$ , a temperatura $θ$ da mistura quando se atinge o equilíbrio térmico.
B. calcule, em calorias, a quantidade de calor $Q$ cedida pela água quente para se resfriar desde $100^{\circ} C$ até a temperatura de equilíbrio térmico.

Topic: Thermodynamics Metodi: First Law of Thermodynamics, Physical Modeling Competenze: Mathematical Modeling, Physical Reasoning Objects: Calorimeter Fonte: Testo (PDF) — p.3

Domanda 10 (serie 1 e 2) - In un recipiente adiabatico di capacità termico scarsa in cui se si trova una massa $m_{a}$ di 200 g di acqua a $100^{\circ} C$ , si mescola una massa $m_{g}$ di 100 g di ghiaccio mollato a $0^{\circ} C$ . Considerando il calore latente di fusione del ghiaccio pari a 80 cal/g,

A. determina, in $^{\circ} C$ , la temperatura $θ$ del miscelato quando si raggiunge l’equilibrio termico.
B. calcola calorificamente la quantità di calore $Q$ rilasciata dall’acqua calda per raffreddarsi a partire da $100^{\circ} C$ fino alla temperatura di equilibrio termico.

Topic: Thermodynamics Metodi: First Law of Thermodynamics, Physical Modeling Competenze: Mathematical Modeling, Physical Reasoning Objects: Calorimeter Fonte: Testo (PDF) — p.3

Question 10 (first and second series) - In an adiabatic vessel of negligible thermal capacity in which a mass $m_{a}$ of 200 g of water at $100^{\circ} C$ , a mass $m_{g}$ of 100 g of ice ground at $0^{\circ} C$ . Whereas the latent heat of ice melting is 80 cal/g,

A. determines, in $^{\circ} C$ , the temperature $θ$ of the mixture when the thermal equilibrium is reached.
B. calculates the calorie amount of heat $Q$ given off by hot water to cool from $100^{\circ} C$ the temperature of thermal equilibrium.

Topic: Thermodynamics Metodi: First Law of Thermodynamics, Physical Modeling Competenze: Mathematical Modeling, Physical Reasoning Objects: Calorimeter Fonte: Testo (PDF) — p.3

Questão 11 (1a e 2a séries) - Um ciclista pedala sua bicicleta fazendo com que a engrenagem maior, concêntrica ao eixo do pedal e tendo um raio $R_{A}$ igual a 10,0 cm, gire com uma freqüência $f_{A}$ igual a 2,0 Hz e transmita esse movimento à engrenagem menor por meio de uma corrente. A engrenagem menor, por sua vez, tem raio $R_{B}$ de 4,0 cm e é solidária e concêntrica ao eixo da roda traseira, que tem raio $R$ de 30,0 cm. Dadas essas condições, determine:

A. a freqüência de rotação $f_{B}$ da engrenagem menor;
B. a velocidade de translação $v$ da bicicleta.

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

Domanda 11 (serie 1 e 2) - Un ciclista pedala la sua bicicletta facendo aumentare la gearing, Concentrata sull’asse del pedal e con un raggio $R_{A}$ pari a 10,0 cm, ruotare a una frequenza $f_{A}$ pari a 2,0 Hz e trasmette questo movimento al minor ingranaggio attraverso un corrente. Il più piccolo ingranaggio, a sua volta, ha un raggio $R_{B}$ di 4,0 cm ed è solidale e concentrata sull’asse della ruota posteriore, che ha un raggio $R$ de 30,0 cm. In base a queste condizioni, determina:

A. la frequenza di rotazione $f_{B}$ del minor ingranaggio;
B. la velocità di trasmissione $v$ della bicicletta.

Question 11 (first and second series) - A cyclist pedals his bike making the gear larger, concentric on the pedal axis and having a radius $R_{A}$ equal to 10,0 cm, rotating at a frequency $f_{A}$ equal to 2,0 Hz and transmits this motion to the smaller gear through a current. The smaller gear, It has a radius of $R_{B}$ of 4,0 cm and is solidary and concentric to the rear wheel axle, which has a radius $R$ de 30,0 cm. In these circumstances, determine:

A. the lower gear rotation frequency $f_{B}$ ;
B. the speed of translation $v$ of the bicycle.

Questão 12 (1a e 2a séries) - Um trecho de uma montanha russa apresenta uma depressão de raio de curvatura $R$ igual a 80 m. Determine a velocidade que deve ter um vagonete para que, descendo, seus passageiros sofram, no ponto mais baixo da depressão, uma sensação que seu peso triplicou.

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

Domanda 12 (série 1 e 2) - Un tratto di una montagna russa presenta una compressione di radius di curvatura $R$ pari a 80 m. Determina la velocità che deve avere un vagone per cui, Scendendo, i suoi passeggeri soffrono, al punto più basso della depressione, una sensazione che ha triplicato il peso.

Question 12 (first and second series) - A stretch of a mountain in Russia has a curvature radius of $R$ of 80 m. Determine the speed a wagon must have so that, The Commission has already taken the necessary steps to ensure that the depression, a feeling that tripled your weight.

Questão 13 (1a e 2a séries) - O dispositivo representado usa os princípios das alavancas e das prensas hidráulicas. Consta de dois recipientes cilíndricos dotados de êmbolos também cilíndricos em que o maior (diâmetro de 200mm) sustenta um “peso” que, juntamente com o êmbolo, forma um conjunto de peso 600N e o menor (diâmetro de 20mm), de peso irrelevante, recebe o esforço transmitido pela alavanca que está sendo acionada por um operador. Apenas para sustentar o conjunto “peso” mais êmbolo maior, determine:

A. a força $F_{1}$ aplicada sobre o êmbolo menor;
B. a força $F$ aplicada pelo operador.

Topic: Fluid Mechanics, Rigid Body Statics Metodi: Hydrostatic Equilibrium, Physical Modeling, Torque & Angular Momentum Analysis Competenze: Diagrammatic Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Piston, Cylinder, Lever Fonte: Testo (PDF) — p.4

Domanda 13 (seri 1 e 2) - Il dispositivo rappresentato usa i principi delle levante e delle presse idrauliche. - Si tratta di: di due recipienti cilindrici dotati di embolsi cilindri in cui il più grande (diametro di 200 mm) supporta un “peso” che, insieme all’embaldo, costituisce un insieme di peso 600N e inferiore (diametro di 20 mm), di peso irrilevante, riceve la pressione trasmessa dalla leva che sta azionata da un operatore. Solo per sostenere l’insieme “peso” più grande emblema, determinare:

A. la forza $F_{1}$ applicata sullo stampo minore;
B. la forza $F$ applicata dall’operatore.

Question 13 (first and second series) - The device used the principles of the levers and hydraulic presses. It is of a width of not more than 15 mm, cylinders in which the largest (diameter 200 mm) supports a ‘weight’ which together with the embolus forms a set of 600N and less (diameter 20mm), of unimportant weight, receives the voltage transmitted by the lever that is being triggered by an operator. Just to support the whole ‘weight’ plus weight, determine:

A. the force $F_{1}$ applied to the lower embolism;
B. the force $F$ applied by the operator.

Questão 14 (1a e 2a séries) - A energia total emitida $E$ por um corpo, por unidade de tempo $t$ , é diretamente proporcional à superfície irradiante $S$ e à quarta potência da temperatura absoluta $T$ do corpo. Considere uma lâmpada incandescente que emite toda a sua energia por irradiação, que tem um filamento cuja superfície emissora é igual a $2, 5 \cdot 1 0^{- 5} m^{2}$ e cuja potência dissipada é de 81 W (joules por segundo) quando seu filamento se encontra sob temperatura de $2727^{\circ} C$ . De posse dessas informações, a) obtenha uma expressão que relacione $E / t$ em função de $S$ e $T$ e determine o coeficiente de proporcionalidade correspondente entre esses termos; b) determine a potência que esta lâmpada dissipará quando a temperatura do filamento for igual a $1727^{\circ} C$ ,

Topic: Thermodynamics, Conservation of Energy Metodi: Physical Modeling, Dimensional Analysis, Energy Conservation Method Competenze: Mathematical Modeling, Physical Reasoning Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.4

Questão 14 (1a e 2a séries) - A energia total emitida $E$ por um corpo, por unidade de tempo $t$ , é direttamente proporzionale alla superficie irradiante $S$ e alla quarta potenza della temperatura assoluta $T$ del corpo. Considerate una lampada incandescente che emette tutta la sua energia da radiazioni, che ha un Filamento di cui alla superficie emissione è pari a $2, 5 \cdot 1 0^{- 5} m^{2}$ e la cui potenza dissipata è di 81 W (joules per secondo) quando il filamento è sotto $2727^{\circ} C$ . di cui trattasi informazioni, a) ottenere un’espressione che relaziona $E / t$ a funzione di $S$ e $T$ e determinare il coefficiente di la corrispondente proporzionalità tra tali termini; b) determinare la potenza che questa lampada dissiperà quando la temperatura del filamento è pari a $1727^{\circ} C$ ,

Question 14 (1st and 2nd series) - The total energy emitted by a body $E$ per unit of time $t$ is directly proportional to the irradiant surface $S$ and to the fourth absolute temperature power $T$ of the body. Consider an incandescent lamp that emits all its energy by radiation, which has a Filament with an output surface equal to $2, 5 \cdot 1 0^{- 5} m^{2}$ and a dissipated power of 81 W (joules per second) when its filament is below $2727^{\circ} C$ . Of such information, (a) obtain an expression that relates $E / t$ to $S$ and $T$ and determine the coefficient of the corresponding proportionality between those terms; (b) determine the power that this lamp will dissipate when the filament temperature is equal to $1727^{\circ} C$ ,

Questão 15 (1a e 2 séries) - De um livro de 30 cm de altura, uma lente convergente plano-convexa de vidro ( $n_{V} = 1, 5$ ), imersa no ar, forma uma imagem real com 10cm de altura a uma distância de 12 cm da lente.

A. Qual o valor, em cm, da distância focal da lente convergente?
B. Qual o valor do raio de curvatura da superfície convexa da lente?

Topic: Geometric Optics Metodi: Thin Lens & Mirror Equation, Snell’s Law, Ray Tracing Competenze: Diagrammatic Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Lens Fonte: Testo (PDF) — p.4

Domanda 15 (serie 1 e 2) - Da un libro di 30 cm di altezza, una lente convergente piano-convexa di Il vetro ( $n_{V} = 1, 5$ ) immerso nell’aria, forma un’immagine reale con una altezza di 10 cm a una distanza di 12 cm da Lenti.

A. Qual è il valore, in cm, della distanza focale della lente convergente?
B. Qual è il valore del raggio di curvatura della superficie convexa del lente?

Question 15 (first and second series) - From a 30 cm high book, a flat convex convergent lens of glass ( $n_{V} = 1, 5$ ), immersed in air, forms a real image with a height of 10 cm at a distance of 12 cm from the The lens.

A. What is the focal length of the converging lens in cm?
B What is the value of the radius of curvature of the convex surface of the lens?

Questão 16 (somente para 1a série) - Numa de suas atividades diárias, um ajudante de pedreiro lança tijolos de massa igual a 2 kg desde o piso térreo até o primeiro piso de uma construção, quando então o tijolo, após atingir uma altura de 3 metros, é pego por outro ajudante e empilhado. Qual o trabalho mecânico realizado pelo pedreiro no lançamento de 1000 tijolos?

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

Domanda 16 (solo per la prima classe) - In una delle sue attività quotidiane, un aiutante di mattista lancia di massa pari a 2 kg da terra fino al primo piano di una costruzione, quando il mattone, dopo aver raggiunto un’altezza di 3 metri, viene preso da un altro aiutante e piantato. Che lavoro Un meccanico realizzato dal pedro nel lanciare 1000 mattoni?

Question 16 (for 1st grade only) - In one of his daily activities, a stoneworker’s assistant throws bricks of a mass equal to 2 kg from the ground floor to the first floor of a building, when The brick, after reaching a height of 3 meters, is picked up by another helper and stacked. What a job The mechanics made by the stonemason in the casting of 1000 bricks?

Questão 17 (1a e 2a séries) - Uma peça de massa $m = 10 kg$ amarrada a uma corda, encontra-se no interior de um tubo cilíndrico de 3,0 m de comprimento, de onde deve ser retirada. Como a “folga” entre a peça e o tubo é mínima, quando a peça desliza no interior do tubo, ela fica submetida a uma força de atrito de escorregamento resultante $F_{C}$ considerada constante e de valor igual a 60 N. De posse desses dados, a) calcule o valor mínimo do trabalho realizado por um operador para erguer a peça por 2,0 m dentro do tubo; b) suponha que o operador tenha parado de erguer a peça a 2,0 m da base do tubo e que nesse instante a corda tenha se rompido. Qual o tempo que a peça demora para chegar ao fundo do tubo?

Topic: Newtonian Mechanics, Conservation of Energy Metodi: Free-Body Diagram, Energy Conservation Method, Kinematic Equations Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: String, Tube Fonte: Testo (PDF) — p.4

Domanda 17 (serie 1 e 2) - Un pezzo di massa $m = 10 kg$ attaccato a una corda, si trova all’interno di un tubo cilindrico di 3,0 m di lunghezza da cui deve essere estratto. Come la “svolta” tra la opera e il il tubo è minimo, quando la parte scivola all’interno del tubo, rimane sottoposto a una forza di attrito di scarico risultante $F_{C}$ considerato costante e di valore pari a 60 N. Con questi dati, a) calcola il valore minimo del lavoro svolto da un operatore per alzare il pezzo per 2,0 m all’interno del tubo; b) suppone che l’operatore abbia smesso di sollevare la pezzo a 2,0 m dalla base che il tubo e che in quel momento la corda si è rotta. Che tempo fa? che tempo ci vuole per arrivare al fondo del tubo?

Question 17 (1st and 2nd series) - A piece of mass $m = 10 kg$ attached to a a rope, located inside a cylindrical tube of 3,0 m length from which it should be removed. Like the “flap” between the play and the The tube is minimal, when the piece slides inside the tube, it stays Subjected to a frictional force of sliding resulting in $F_{C}$ considered constant and with a value equal to 60 N. In the light of this data, (a) calculate the minimum amount of work performed by an operator to lift the part by 2,0 m inside the tube; (b) assume that the operator has stopped lifting the piece from the base at 2.0 m The tube and the rope broke. What time is it? How long does it take the piece to get to the bottom of the tube?

Questão 18 (1a e 2a séries) - Um corpo em forma de paralelepípedo, de massa 2,0 kg, está apoiado na extremidade de uma tábua. Uma pessoa suspende a tábua até que, quando o ângulo formado entre a tábua e o plano horizontal é de $3 0^{\circ}$ , o corpo entra em movimento uniforme. Para essa situação, determine: a) a força de atrito, em N, a que fica submetido o corpo quando em movimento uniforme; b) a força de reação à compressão que o corpo faz sobre a tábua quando está deslizando.

Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Free-Body Diagram, Vector Decomposition, Physical Modeling Competenze: Diagrammatic Reasoning, Physical Reasoning Objects: Block, Inclined Plane Fonte: Testo (PDF) — p.5

Domanda 18 (seguie 1 e 2) - Un corpo in forma di un parallelepiedo di massa di 2,0 kg, appoggiato alla punta di una tavola. Una persona sospende la lavagna fino a quando, quando il l’angolo formato tra la tavola e il piano orizzontale è di $3 0^{\circ}$ , il corpo entra in movimento uniforme. Per questo, determinare: a) la forza di attrito, in N, cui il corpo è sottoposto quando movimento uniforme; b) la forza di reazione alla compressione che il corpo fa sulla tavola quando scivola.

Question 18 (first and second series) - A body in the form of a a parallel-piped, of a mass of 2,0 kg, is supported at the end of the A board. A person suspends the board until, when the angle formed between the board and the horizontal plane is $3 0^{\circ}$ , the body It goes into uniform motion. For this situation, determine: (a) the frictional force, in N, to which the body is subjected when in uniform movement; (b) the force of compression reaction that the body makes on the board when it’s slipping.

Questão 19 (1a e 2a séries) - A figura mostra a mão de um jardineiro segurando o bico de uma “mangueira” de regar jardins e o jato de água da mesma batendo em uma parede e sendo espalhado perpendicularmente ao bico da mangueira. Supondo o escoamento igual a 1,0 kg de água por segundo, a velocidade da água no interior da mangueira $v_{E}$ igual a 0,25m/s e a velocidade da água ao sair pelo bico $v_{S}$ igual a 2,0m/s, pede-se determinar: a) o valor da força horizontal que o jardineiro exerce para equilibrar a força associada à mudança de velocidade da água no bico da “mangueira”; b) o valor da força de reação exercida pela parede contra o jato de água.

Topic: Newtonian Mechanics, Fluid Mechanics Metodi: Impulse-Momentum Theorem, Conservation of Momentum, Physical Modeling Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Tube Fonte: Testo (PDF) — p.5

Domanda 19 (serie 1 e 2) - La figura mostra la mano di un Giardiniere che tiene il becco di un “manguerro” di irrigazione giardini e il jet d’acqua della stessa, che si batte su un muro e si diffonde perpendicolare al becco del tubo. Supponendo il flusso pari a 1,0 kg di acqua al secondo, velocità dell’acqua all’interno di manubrio $v_{E}$ pari a 0,25m/s e velocità di uscita dell’acqua per il bico $v_{S}$ pari a 2,0 m/s, si chiede di determinare: a) il valore della forza orizzontale che il giardiniere esercita per bilanciare la forza associata al cambiamento di velocità dell’acqua nel buco della “campione di calcio”; b) il valore della forza di reazione esercitata dal muro contro il jet d’acqua.

Question 19 (first and second series) - The figure shows the hand of a gardener holding the nose of a “water manure” to water gardens and the Water jet of the same type hitting a wall and being scattered perpendicular to the tip of the hose. Assuming the leakage equal to 1,0 kg of water per second, the water speed inside of the hose $v_{E}$ equal to 0,25m/s and the water speed at exit for the beak $v_{S}$ equal to 2,0m/s, determine: (a) the value of the horizontal force exerted by the gardener to balance the force associated with the change in water velocity at the mouth of the ‘sandwich’ means the water table; (b) the value of the reaction force exerted by the wall against the water jet.

Questão 20 (1a e 2a séries) - Uma bola de chumbo de massa $m_{B}$ igual a 5kg é lançada com uma velocidade $v_{B}$ que faz com que ela caia e fique imobilizada dentro de um carrinho, conforme mostrado no desenho. O carrinho tem massa $m_{C}$ igual a 10kg e se move com velocidade constante $v_{C} = 5 m/s$ . De posse desses dados: a) calcule o valor da velocidade $v_{B}$ com que a bola colide com o carrinho; b) calcule a velocidade $v$ com que o carrinho se movimentará após ter recebido a bola de chumbo.

Topic: Newtonian Mechanics, Conservation of Momentum Metodi: Conservation of Momentum, Physical Modeling, Kinematic Equations Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Ball, Cart Fonte: Testo (PDF) — p.5

Questão 20 (1a e 2a séries) - Uma bola de chumbo de massa $m_{B}$ 5 kg viene lanciato a una velocità $v_{B}$ che fa sì che cadere e rimanere immobilizzati in un carrello, come mostrato nel disegno. Il carrello ha una massa $m_{C}$ pari a 10 kg e si muove con velocità costante $v_{C} = 5 m/s$ . Con tali dati: a) Calcolare il valore della velocità $v_{B}$ con cui la palla colpisce il carrozzino; b) Calcolare la velocità $v$ con cui il carrello si muoverà dopo aver ricevuto la palla di piombo.

Question 20 (first and second series) - A lead ball of mass $m_{B}$ equal to 5 kg is thrown at a speed $v_{B}$ which causes it to fall and stand still inside a cart as shown In the drawing. The cart has a mass $m_{C}$ equal to 10 kg and moves with a constant speed $v_{C} = 5 m/s$ . In the possession of such data: (a) calculate the value of the speed $v_{B}$ at which the ball collides with the the cart; (b) calculate the $v$ speed at which the cart will move after the I’m gonna have to get the lead ball.

Raccolta Gare di Fisica

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