Questão 01) O dispositivo representado mostra um recipiente cilíndrico que contém em seu interior um êmbolo “E”. Ambos são isolados termicamente e apresentam capacidade térmica irrelevante. O êmbolo tem massa , desliza sem atrito e tem uma base circular de área . No ambiente representado pela letra “A” existe 1 mol () de gás hélio na temperatura capaz de equilibrar a pressão exercida pelo peso do êmbolo superposta à pressão atmosférica , mantendo, assim, a medida “a” igual a . Num dado instante a tomada é conectada a uma fonte de tensão constante e igual a para, por meio do resistor R, aquecer o gás citado. O resistor é mantido ligado até o instante em que o êmbolo, graças à expansão gasosa, sofra um deslocamento total igual a . A peça “F”, de massa , está simplesmente apoiada na parte superior do recipiente e será deslocada com a subida do êmbolo. Esta peça é dotada de um orifício para manter o ar, no ambiente “B”, sob pressão igual à pressão atmosférica. Admitindo que seja o calor especifico do gás hélio para as evoluções isobáricas, que seja o calor específico para as evoluções isométricas, que a relação seja igual a , que a medida de “b” seja igual a e que a resistência elétrica do resistor R seja igual , calcule: a) a quantidade de calor absorvida pela massa gasosa para que o êmbolo E apenas encoste na peça F.
- B. o intervalo de tempo que deve permanecer ligado o resistor.
- C. o rendimento do dispositivo considerando o trabalho realizado e o consumo de energia elétrica.
Topic: Thermodynamics, Conservation of Energy, Circuits Metodi: First Law of Thermodynamics, Ideal Gas Law, Energy Conservation Method Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling, Diagrammatic Reasoning Objects: Cylinder, Piston, Gas, Resistor Fonte: Testo (PDF) — p.2
Il dispositivo rappresentato mostra un contenenti un contenitore cilindrico contenente un embolsello “E”. Entrambi sono isolati termicamente e presentano capacità termico irrilevante. Il cesto ha massa , si scivola senza attrito e ha una base circolare di area . L’ambiente rappresentato dalla lettera A c’è 1 mol () di gas elio a temperatura in grado di bilanciare la pressione esercitata dal peso do di cui all’allegato I, punto 1, del regolamento (UE) n. superposizione à pressione di natura atmosferica , mantenendo così la misura a pari a . In un istante il socket è collegato a una Fonte di tensione costante e uguale a per, mediante il resistore R, riscaldare il gas citato. Il resistore è tenuto acceso fino al momento in cui il L’embolo, grazie all’espansione gassosa, subisce un spostamento totale pari a . La pietra F, di massa , è semplicemente appoggiata sulla parte superiore del recipiente e sarà spostato con l’ascesa dell’embolo. Questo pezzo è dotato di un foro per mantenere l’aria, ambiente B, sotto pressione pari alla pressione atmosferica. Non è possibile che il valore di
Che sia il calore
specifico del gas elio per le evoluzioni isobariche, che sia il calore specifico per le evoluzioni isometriche, che il rapporto sia uguale a , che la misura di b è uguale a e la resistenza elettrica della resistenza R è uguale , calcola: a) la quantità di calore assorbita dalla massa gassosa in modo che l’imbolo E sia solo Sostituzione della parte F.
- B. l’intervallo di tempo che deve rimanere collegato alla resistenza.
- C. il rendimento del dispositivo considerato il lavoro svolto e il consumo di energia elettrica.
Topic: Thermodynamics, Conservation of Energy, Circuits Metodi: First Law of Thermodynamics, Ideal Gas Law, Energy Conservation Method Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling, Diagrammatic Reasoning Objects: Cylinder, Piston, Gas, Resistor Fonte: Testo (PDF) — p.2
Question 01) The device represented shows a a cylindrical container containing a casing inside it “E”. Both are heat-insulated and present the thermal capacity is irrelevant. The shell is thick , slides without friction and has a circular base of área . In the environment represented by the letter A there is 1 mol () of helium gas at the temperature capable of balancing pressure by weight do Other overlapping à pressure atmospheric , thus keeping the measure a equal to . At a given instant the output is connected to a a constant voltage source equal to to, by means of Resistor R, heat the gas mentioned. The resistor shall be kept on until the moment the The gas expansion of the embolus causes a total displacement equal to . The piece F, of mass , is simply supported on the top of the container and will be displaced as the embezzlement rises. This piece is equipped with a hole to hold air in the the atmosphere B, under pressure equal to atmospheric pressure. Admitting that ♪ Be the heat ♪ specific for helium gas isobaric evolution, which is heat specific to isometric changes, the ratio is equal to , the measure b equal to and the electrical resistance of the resistor R equal to , calcule: (a) the amount of heat absorbed by the gaseous mass so that the plunger E is only the anchorage in part F.
- B. the time interval for the resistor to remain on.
- **C ** the output of the device considering the work performed and the energy consumption electrical.
Topic: Thermodynamics, Conservation of Energy, Circuits Metodi: First Law of Thermodynamics, Ideal Gas Law, Energy Conservation Method Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling, Diagrammatic Reasoning Objects: Cylinder, Piston, Gas, Resistor Fonte: Testo (PDF) — p.2
Questão 02) Um estudante improvisou um “carregador” de baterias para “carregar” a bateria de seu telefone. Por meio de alguns ensaios, percebeu que o seu “carregador” apresentava uma força eletromotriz (f.e.m.) constante associada a uma resistência interna . A bateria de seu telefone tem uma f.e.m. que varia desde (descarregada) até (carregada) e resistência interna constante . Como, de acordo com o que consta no manual do fabricante da bateria, a máxima corrente elétrica de carga não pode ultrapassar (“carga” segura) o aluno coloca um resistor R no circuito para atender a essa exigência. O esquema representa a montagem executada e mostra os terminais do carregador (pontos A e B) e os terminais da bateria (pontos C e D). Determine: a) o valor da resistência do resistor R que possibilite, no menor tempo possível, para este circuito, a “carga” segura da bateria. b) a diferença de potencial entre C e D ao final da carga.
Topic: Circuits Metodi: Kirchhoff’s Laws, Equivalent Circuit Reduction Competenze: Diagrammatic Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Battery, Resistor Fonte: Testo (PDF) — p.2
Domanda 02) Uno studente ha improvvisato un cargador di batterie per caricare la batteria del telefono. - Per mezzo Dopo aver provato a farlo, ha scoperto che il suo “caricatore” presentava una forza elettromotrice (f.e.m.) costante associata ad una resistenza interna . La batteria del tuo il telefono ha un F.E.M. che varia da (scaricato) fino a (caricato) e resistenza interna costante . Come, secondo quanto riportato nel manuale del produttore della batteria, corrente elettrica massima di carico non può superare (carico sicuro) il studente mette una resistenza R nel Circuito per soddisfare tale esigenza. Il schema rappresenta l’assemblaggio eseguito e indica i terminali del caricabatterie (punti A e B) e i terminali della batteria (punti C e D). Determina: a) il valore della resistenza della resistenza R che permette, nel minor tempo possibile, di circuito, la batteria è in sicurezza. b) la differenza di potenziale tra C e D alla fine del carico.
Topic: Circuits Metodi: Kirchhoff’s Laws, Equivalent Circuit Reduction Competenze: Diagrammatic Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Battery, Resistor Fonte: Testo (PDF) — p.2
Question 02) A student improvised a charger of batteries to charge your phone’s battery. By the way After some trials, he realized that his “charger” had a constant electromotive force (f.e.m.) associated with an internal resistance . The battery of your Phone has an F.E.M. ranging from (unloaded) up to (loaded) and internal resistance constante . As stated in the Manual of the battery manufacturer, maximum electric current de carga não pode ultrapassar (“carga” segura) o aluno coloca um resistor R no circuit to meet that requirement. The scheme represents the assembly performed and shows the charger terminals (points A and B) and the battery terminals (points C and D). Determine: (a) the resistance value of resistor R which enables, in the shortest possible time, for this resistor to be circuit, the battery is charged safely. (b) the potential difference between C and D at the end of the load.
Topic: Circuits Metodi: Kirchhoff’s Laws, Equivalent Circuit Reduction Competenze: Diagrammatic Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Battery, Resistor Fonte: Testo (PDF) — p.2
Questão 03) Um corpo esférico, condutor, oco, de espessura irrelevante e com carga total nula tem um raio e envolve um corpo esférico, a ele concêntrico, condutor e em equilíbrio eletrostático que apresenta um raio e contém uma carga elétrica de eletricidade positiva. Num dado instante um corpúsculo de massa contendo uma carga de eletricidade positiva, abandona a superfície do corpo interno, acelera e, como o corpo maior apresenta um furo, tal corpúsculo passa por ele e é detectado movendo-se na posição como mostrado. Todo o sistema encontra-se no vácuo. Nessas condições: a) calcule a intensidade da força elétrica sobre o corpúsculo no instante em que ele passa por um ponto entre os condutores situado a do centro deles. b) calcule a velocidade do corpúsculo ao passar pela posição .
Topic: Electrostatics Metodi: Coulomb’s Law, Electric Potential Method, Energy Conservation Method Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Conducting Sphere Fonte: Testo (PDF) — p.3
Domanda 03) Un corpo sfoglioso, conduttore, vuoto, di spessore non rilevante e a carico totale zero ha un raggio e Il corpo è un corpo sferico, a cui si concentra, che conduce e che si un equilibrio elettrostatico con un raggio e contenente un carico elettrico di elettricità positivo. In un istante un corpo di massa contenente un carico di elettricità positivo, abbandona la superficie del corpo interno, accelera e, Come il corpo più grande presenta un buco, tale corpo passa attraverso di esso e viene rilevato si muove nella posizione come mostrato. L’intero sistema è nel vuoto. In queste condizioni: a) Calcola l’intensità della forza elettrica sul corpo nel momento in cui passa per un punto tra i conducenti situato dal loro centro. b) calcolare la velocità del corpo passando dalla posizione .
Topic: Electrostatics Metodi: Coulomb’s Law, Electric Potential Method, Energy Conservation Method Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Conducting Sphere Fonte: Testo (PDF) — p.3
Question 03) A spherical body, conductive, hollow, of thickness irrelevant and with zero total charge has a radius and The first is the spherical body, the concentric one, the conductor and the Electrostatic equilibrium with a radius and Contains an electric charge of electricity
- It’s a positive. In a given moment a body of mass containing an electricity charge positive, leaves the surface of the inner body, accelerates and, As the larger body presents a hole, such a body passes through it and is detected moving in the position as shown. The whole system is in the vacuum. Under these conditions: (a) calculate the intensity of the electrical force on the body at the moment it passes by a point between the drivers located from their centre. (b) calculate the body speed by passing the position .
Topic: Electrostatics Metodi: Coulomb’s Law, Electric Potential Method, Energy Conservation Method Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Conducting Sphere Fonte: Testo (PDF) — p.3
Questão 04) Dois aviões de combate A e B voam em trajetória retilínea e horizontal e estão alinhados. Estando distanciados um do outro, o que vem atrás inicia uma seqüência de disparos contra o outro, à razão de 1 projétil a cada um quarto de segundo. A velocidade dos projéteis , relativamente ao avião A, é constante e igual a e, como o tempo de seu percurso é muito curto, o efeito de queda do projétil pela gravidade é irrelevante na análise desta situação. Considerando que o avião que vem por trás voa com uma velocidade , que a velocidade do da frente é , e que essas velocidades são constantes, calcule:
- A. o tempo que o primeiro projétil disparado leva para atingir o avião que vai à frente.
- B. a distância entre dois projéteis lançados consecutivamente.
- C. o número de projéteis, por segundo, que atinge a aeronave da frente.
Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Kinematic Equations, Vector Decomposition Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Projectile Fonte: Testo (PDF) — p.3
Domanda 04) Due aerei da combattimento A e B volano in rotta reticolare e orizzontale e sono in linea. Distanziati um do outro, o que vem atrás inicia una sequenza di colpi l’uno contro l’altro, A un proiettile ogni quarto di secondo. La velocità dei proiettili , per l’aereo A, è costante ed è pari a e, come tempo di percorrenza Il suo effetto di gravità è irrilevante nell’analisi di questa La situazione. Considerando che l’aereo che viene dietro vola a una velocità , che la velocità di fronte è , e che queste velocità sono costanti, Calcola:
- A. o tempo que o primeiro projétil disparado leva para atingir o avião que vai à frente.
- B. la distanza tra due proiettili lanciati consecutivamente.
- C. il numero di proiettili per secondo che colpisce l’aeromobile di fronte.
Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Kinematic Equations, Vector Decomposition Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Projectile Fonte: Testo (PDF) — p.3
Question 04) Two A and A fighter jets B fly in a straight and horizontal path And they’re aligned. Being distant each other, what comes next starts A series of shots fired at each other, At the rate of one projectile every quarter of a second. The speed of the projectiles , for aeroplane A, is constant and equal to and, as its journey time The effect of the projectile falling by gravity is irrelevant in the analysis of this The situation. Considering that the aircraft coming from behind is flying at , that the front speed is , and that these speeds are constant, calculate:
- The time it takes the first projectile to hit the aircraft ahead.
- B. the distance between two consecutive launches.
- C. the number of projectiles per second that hit the front aircraft.
Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Kinematic Equations, Vector Decomposition Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Projectile Fonte: Testo (PDF) — p.3
Questão 05 ) O canhão mostrado dispara uma granada de massa da posição que atinge seu ponto mais alto na posição de coordenadas . Decorridos após o disparo, a granada explode e seus fragmentos “a” e “b” de massas iguais a e , respectivamente, caem segundo trajetórias coplanares à trajetória anterior à explosão. Despreze a resistência do ar e calcule:
- A. o valor das coordenadas do ponto de explosão;
- B. as coordenadas de posição do fragmento “a” no instante em que o fragmento “b”, segundo após a explosão, toca o solo em um ponto , cuja posição é dada pelas coordenadas ; c) o valor, em N, da força F da explosão, constante, de duração e que atuou no fragmento A. (deixar indicada a raiz quadrada)
Topic: Newtonian Mechanics, Conservation of Momentum Metodi: Kinematic Equations, Conservation of Momentum, Impulse-Momentum Theorem Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Projectile Fonte: Testo (PDF) — p.3
Domanda 05) Il cannone mostrato spara una Granate di massa della voce che raggiunge il suo punto più alto alto nella posizione di coordinate . Sono state effettuate dopo il sparo, la granata esplode e i suoi frammenti a e b di massa e , rispettivamente, cadono secondo tragitori coplanari alla tragitoria precedente l’esplosione. Sfrutta la resistenza dell’aria e Calcola:
- A. il valore delle coordinate del punto di esplosione;
- B. le coordinate di posizione del frammento a nel momento in cui il frammento b, secondo dopo l’esplosione, tocca il suolo in un punto , la cui posizione è data dalle coordinate ; c) il valore, in N, della forza F dell’esplosione, costante, di durata , che ha agito nel Fragmento A. (lasciare indicato la radice quadrata)
Topic: Newtonian Mechanics, Conservation of Momentum Metodi: Kinematic Equations, Conservation of Momentum, Impulse-Momentum Theorem Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Projectile Fonte: Testo (PDF) — p.3
Question 05) The cannon shown fires a a mass of of heading reaching its highest point High in the coordinate position . Decorridos após o I shoot, the grenade explodes and its fragments a and b of a mass equal to and respectively fall to second Coplanar trajectories to the trajectory prior to the explosion. It disregards air resistance and calculate:
- A the value of the explosion point coordinates;
- B. the position coordinates of the fragment a at the moment when the fragment b, second after the explosion, touches the ground at a point , the position of which is given by the coordinates ; (c) the value in N of the force F of the explosion, constant, of duration and which acted on the the following information is provided: (left square root indicated)
Topic: Newtonian Mechanics, Conservation of Momentum Metodi: Kinematic Equations, Conservation of Momentum, Impulse-Momentum Theorem Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Projectile Fonte: Testo (PDF) — p.3
Questão 06 ) O caminhão representado na figura transporta uma bobina de aço. Os coeficientes de atrito estático e cinemático , entre a bobina e a carroceria são respectivamente iguais a e . Considere que o caminhão esteja se movendo com uma velocidade escalar igual a em uma estrada em duas situações distintas: a primeira, num trecho horizontal da estrada que apresenta uma curva circular com a pista inclinada lateralmente (fig.1), e a segunda (fig.2), em um trecho reto e horizontal da estrada. a) Calcule, no primeiro caso, o menor valor do raio de curvatura da pista ocupada pelo caminhão que possibilite que ele complete a curva sem que a sua carga deslize na carroceria. b) Calcule, no segundo caso, a velocidade com que a bobina de aço colide contra a cabina do veículo quando ele é obrigado a frear com uma desaceleração constante e parar em exatos .
Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Free-Body Diagram, Kinematic Equations, Vector Decomposition Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling, Diagrammatic Reasoning Objects: Cart, Coil Fonte: Testo (PDF) — p.4
Domanda 06) Il camion rappresentato in figura trasporta una bobina di acciaio. Os Coefficienti di attrito statico e cinematico , tra la bobina e la carrozzeria sono di e rispettivamente. Considerate che il camion si muova con una velocità di scalazione pari a in una La strada in due situazioni diverse: la prima, su un tratto orizzontale della strada che presenta una curva circolare con pista inclinata La seconda (fig. 2) è in un Stretta e orizzontale della strada. a) Calcolare, nel primo caso, il valore minimo del raggio di curvatura della pista occupata dal un camion che permetta di completare la curva senza che la sua carica scenda in carrozzeria. b) Calcolare, nel secondo caso, la velocità con cui la bobina di acciaio si schianta contro la cabina di un veicolo quando viene costretto a frenare con un rallentamento costante e fermarsi in Prezzi .
Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Free-Body Diagram, Kinematic Equations, Vector Decomposition Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling, Diagrammatic Reasoning Objects: Cart, Coil Fonte: Testo (PDF) — p.4
Question 06) The truck represented in the The figure carries a steel coil. Os coeficientes de atrito estático e cinemático , between the coil and the bodywork are respectivamente iguais a e . Consider The truck is moving with a The speed of the climb is in a The Commission has already taken a number of measures to ensure that the measures are implemented in a manner consistent with the objectives of the programme. on a horizontal stretch of road which presents a circular curve with the track tilted The following table shows the following: straight and horizontal stretch of road. (a) Calculate, in the first case, the minimum value of the radius of curvature of the track occupied by the truck that allows it to complete the curve without its load slipping on The body. (b) Calculate, in the second case, the speed at which the steel coil collides with the cab of the vehicle when it is forced to brake at a constant deceleration and stop at exatos .
Topic: Newtonian Mechanics Metodi: Free-Body Diagram, Kinematic Equations, Vector Decomposition Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling, Diagrammatic Reasoning Objects: Cart, Coil Fonte: Testo (PDF) — p.4
Questão 07) O dispositivo representado contém polias acopladas conforme mostrado. As polias maiores apresentam uma velocidade angular e são interligadas por uma barra, sobre a qual um corpo de massa m se encontra simplesmente apoiado. A distância do eixo de rotação das polias ao pino que as liga à barra vale R e o coeficiente de atrito estático entre o corpo e a barra vale . Com estes dados, desenvolva uma equação que mostre o valor máximo de : a) para que o corpo continue apoiado na barra quando está no ponto mais alto de sua trajetória. b) para que o corpo continue apoiado na barra, sem deslizar, quando está no ponto intermediário da trajetória, descendo, entre o ponto mais alto e o ponto mais baixo.
Topic: Rotational Dynamics, Newtonian Mechanics Metodi: Free-Body Diagram, Torque & Angular Momentum Analysis, Vector Decomposition Competenze: Diagrammatic Reasoning, Mathematical Modeling, Physical Reasoning Objects: Pulley, Rod Fonte: Testo (PDF) — p.4
Domanda 07) Il dispositivo rappresentato contiene: poli incrociati come mostrato. Le polizze le dimensioni superiori presentano una velocità angolare e sono collegate da una barra, su cui un corpo di massa m si trova semplicemente appoggiato. Distanza dell’asse di rotazione delle le poli di pino che le collegano alla barra vale R e il il coefficiente di attrito statico tra il corpo e la barra è . Con questi dati, sviluppa un’equazione che mostri il valore massimo di : a) che il corpo sia ancora appoggiato sulla barra quando è al punto più alto del suo tragitto. b) che il corpo sia ancora appoggiato sulla barra, senza scivolare, quando è in punto intermedio della traiettoria, discendente, tra il punto più alto e il punto più basso.
Topic: Rotational Dynamics, Newtonian Mechanics Metodi: Free-Body Diagram, Torque & Angular Momentum Analysis, Vector Decomposition Competenze: Diagrammatic Reasoning, Mathematical Modeling, Physical Reasoning Objects: Pulley, Rod Fonte: Testo (PDF) — p.4
Question 07) The device represented contains the coupling of the polishes as shown. The police larger have an angular velocity and are connected by a bar, on which a The mass body m is simply supported. The distance of the rotation axis of the The following table shows the number of points in the table: The body-bar friction coefficient is . With this data, develop an equation showing the maximum value of : (a) so that the body remains supported on the bar when it is at its highest point trajectory. (b) so that the body remains supported on the bar, without sliding, when it is at the point The trajectory intermediate, descending, between the highest and lowest point.
Topic: Rotational Dynamics, Newtonian Mechanics Metodi: Free-Body Diagram, Torque & Angular Momentum Analysis, Vector Decomposition Competenze: Diagrammatic Reasoning, Mathematical Modeling, Physical Reasoning Objects: Pulley, Rod Fonte: Testo (PDF) — p.4
Questão 08) No vácuo, uma partícula de massa igual e carga elétrica positiva move-se a ao encontro de um anteparo. Durante o trajeto ela fica submetida a um campo magnético, uniforme e vertical para baixo, de indução . Como o tempo de percurso é muito curto para serem considerados os efeitos do campo gravitacional, a) calcule o tempo de percurso da partícula desde o ponto onde ela está representada até o ponto de impacto. b) calcule as coordenadas do ponto de impacto.
Topic: Magnetism, Electromagnetism Metodi: Lorentz Force Analysis, Kinematic Equations Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling, Diagrammatic Reasoning Objects: Point Charge Fonte: Testo (PDF) — p.4
In questo caso, la quantità di particelle di massa è pari a quella di un nucleo. e carica elettrica positiva si muove a in presenza di un anteprima. Durante il viaggio viene sottoposta a un campo magnetico uniforme e verticale a bassa, di induzione . Come il tempo di percorso E ’ troppo breve per considerare gli effetti del campo gravità, a) calcola il tempo di percorrenza della particella dal punto dove è rappresentata fino al punto di impatto. b) calcolare le coordinate del punto di impatto.
Topic: Magnetism, Electromagnetism Metodi: Lorentz Force Analysis, Kinematic Equations Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling, Diagrammatic Reasoning Objects: Point Charge Fonte: Testo (PDF) — p.4
Question 08) In the vacuum, a particle of equal mass and positive electrical charge moves to in the face of an outpost. During the journey It is subjected to a magnetic field, uniform and vertical. para baixo, de indução . As the time of travel It’s too short to consider the effects of the field. gravitational force, (a) calculate the particle’s travel time from the point where it is represented to the point of impact. (b) calculate the coordinates of the point of impact.
Topic: Magnetism, Electromagnetism Metodi: Lorentz Force Analysis, Kinematic Equations Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling, Diagrammatic Reasoning Objects: Point Charge Fonte: Testo (PDF) — p.4