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Topic: Newtonian Mechanics, Rotational Dynamics, Fluid Mechanics Metodi: Physical Modeling, Kinematic Equations, Free-Body Diagram Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.4
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Topic: Newtonian Mechanics, Rotational Dynamics, Fluid Mechanics Metodi: Physical Modeling, Kinematic Equations, Free-Body Diagram Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.4
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Topic: Newtonian Mechanics, Rotational Dynamics, Fluid Mechanics Metodi: Physical Modeling, Kinematic Equations, Free-Body Diagram Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.4
P2 T T P T T1 T2 P1 P2 V V 1 2 3 gerador hélices rotor caixa de engrenagens controle da velocidade controle da direção do vento torre anemômetro
razão entre a energia fornecida e a energia produzida é chamada eficiência. Para as questões a que se refere este texto, considere que a densidade do ar é , sua velocidade é de 6 m/s, que o comprimento de cada hélice é 50 m e a eficiência da turbina é igual a 60%.
- A figura ao lado mostra o anemômetro, instalado num aerogerador, usado para medir a velocidade do vento. Se o anemômetro tem cm e executa 250 rotações em um minuto, qual é a velocidade do vento?
- A. 5,0 m/s
- B. 8,0 m/s
- C. 10 m/s
- D. 12 m/s
- E. 15 m/s
- O rotor do aerogerador gira a engrenagem A com uma aceleração angular constante de . O raio da engrenagem A é o triplo do raio da engrenagem B. Se a engrenagem B está inicialmente girando a 20 rad/s, determine a velocidade angular da engrenagem B após 2 s.
- A. 44,0 rad/s
- B. 48,3 rad/s
- C. 32,0 rad/s
- D. 24,0 rad/s
- E. 5,7 rad/s
- Durante uma rajada de vento as hélices de uma turbina eólica são aceleradas com aceleração angular constante de . Qual é razão entre o módulo da aceleração centrípeta e o módulo da aceleração tangencial de um ponto na extremidade da hélice após esta completar 2 voltas se inicialmente as hélices têm velocidade angular de 5 rad/s?
- A. 80
- B. 60
- C. 40
- D. 20 (e) 10
- Uma reclamação constante de moradores próximos a usinas eólicas tem sido o nível de ruídos de baixa frequência causados pelas turbinas principalmente em áreas onde outros tipos de ruídos estão ausentes. Um fabricante de turbinas eólicas garante que a uma distância de 300 m uma de suas grandes turbinas gera menos de 50 dB, comparando esse nível de ruído com o ruído produzido por um ar condicionado ou por um refrigerador. Qual é o nível de ruído quando uma segunda turbina dessas for instalada? Suponha que as residências estejam aproximadamente equidistantes às duas turbinas.
- A. 100 dB
- B. 87 dB
- C. 65 dB
(d) 56 dB (e) 53 dB
- A maior parte da energia produzida pelo sol é devido a:
- A. fissão nuclear
- B. fusão nuclear
- C. reação química
- D. atração gravitacional
- E. força eletromotriz associada à variação do fluxo do campo magnético A B R
- Luz com comprimento de onda de 500 nm com intensidade de incide normalmente sobre um conjunto de células fotovoltaicas. Qual é o número de fótons por segundo que atingem este conjunto se ele é quadrado com lado medindo 10 cm de comprimento?
- A.
- B.
(c) (d) (e)
- A tensão elétrica de uma célula fotovoltaica típica é da ordem de 0,5 V. Considerando que o painel solar P indicado na figura é composto por 36 células, a potência dissipada pelo resistor e o valor indicado pelo amperímetro são aproximadamente iguais a:
- A. 15 W e 1,5 A
- B. 20 W e 0,75 A
- C. 20 W e 2,25 A
- D. 30 W e 0,75 A
- E. 30 W e 1,5 A
O texto a seguir se refere às questões de 16 a 18. O princípio básico de geração de energia elétrica a partir de uma ação mecânica (conversor eletromecânico) está ilustrado na figura ao lado. Considere uma bobina plana com N espiras de área A feitas com fio condutor. Um agente externo deve aplicar um torque motor na bobina para fazê-la girar. Quando a espira está girando com velocidade angular constante (torque motor se iguala ao torque resistivo) na presença de um campo magnético, B, também constante, uma força eletromotriz é induzida na espira. A origem dessa força eletromotriz é a variação temporal do fluxo do campo magnético através da bobina. O fluxo do campo magnético é dado por e a força eletromotriz é . Deseja-se construir um gerador que produza uma tensão alternada com pico de 120 V. Dispõe-se de magnetos que podem produzir um campo magnético aproximadamente constante de 1,6 T, de 250 m de fio de cobre calibre 12, diâmetro de 2 mm e resistividade , para construir uma bobina. 16. Como é conhecida a lei física que garante que a condição necessária e suficiente para que uma força eletromotriz seja induzida num circuito é a existência de fluxo magnético variável no tempo?
- A. Lei de Ampère
- B. Lei de Faraday
- C. Lei de Maxwell
- D. Lei de Fourier (e) Lei de Biot-Savart
- A bobina pode ser quadrada ou circular. Para uma determinada frequência, qual é a razão entre o lado da bobina quadrada e o raio da bobina circular?
- A. 1,0
- B. 2,0
- C. 2,5
- D. 3,0
- E. 3,5
- Supondo que a bobina seja circular com 10 cm de raio, qual é a frequência mínima da tensão gerada?
- A. 6,0 Hz
- B. 3,0 Hz
- C. 1,0 Hz
- D. 0,7 Hz
- E. 0,3 Hz R
O texto a seguir se refere à questão 19 e 20.
Algumas fontes de energia renováveis como o vento e o sol possuem um potencial energético muito grande, mas pelo fato de estarem sujeitas a fatores não controláveis o fornecimento de energia pode não ser estáve,l estando sujeito a variabilidade. Tão importante quanto o aumento da eficiência de máquinas conversoras de energia são os sistemas de armazenamento dessas energias. Como o vento não sopra continuamente e o sol não brilha todos os dias da mesma maneira, alguns mecanismos devem ser desenvolvidos para armazenar energia e suprir essa variabilidade. Uma forma de armazenar energia mecânica, a qual pode ser convertida em energia elétrica, é através das flywheels. Basicamente uma flywheel consiste de um rotor que gira a uma velocidade alta. Uma flywheel moderna utiliza matérias de fibra de carbono e os rotores giram no vácuo em torno de um eixo que é suportado através de levitação magnética para evitar perdas através do atrito. Se a geração de energia for elevada, pode-se usar parte dessa energia para fazer o rotor girar. À medida que se necessite de energia para suprir certas variações na geração pode-se converter a energia cinética de rotação do rotor em energia elétrica. Outra maneira de armazenar energia é usar a energia produzida excedente para bombear gás a alta pressão para um tanque grande. Quando a energia armazenada for necessária, basta liberar o gás comprimido e produzir energia elétrica através de turbinas. Alguns países estão usando estruturas geológicas vazias como minas abandonadas ou grandes cavernas para o armazenamento. 19. Uma flywheel pode ser usada para evitar o desperdício de energia cinética quando um veículo freia. Alguns especialistas sugerem que cerca de 50% da energia cinética inicial de um veículo de 2500 kg poderia ser armazenada quando esta diminui sua velocidade de 12 m/s até o repouso. Supondo que essa flywheel seja um disco de raio 0,60 m, de espessura 0,10 m e feita de aço, com densidade de , qual a velocidade angular em rad/s que ela deveria ter para alcançar os dados sugeridos pelo especialista? Dado: o momento de inércia de um disco de raio R e massa m é .
- A. 5
- B. 10
- C. 15
- D. 20
- E. 25
- Que quantidade de energia pode ser armazenada numa câmara de de volume se o ar for comprimido de Pa até Pa à temperatura constante? Considere o ar como gás ideal.
- A. GJ
- B. MJ
- C. kJ
- D. GJ
- E. MJ
OLIMPÍADA BRASILEIRA DE FÍSICA FOLHA DE RESPOSTAS NÍVEL III – ENSINO MÉDIO Alunos do 3a série e 4a (ensino técnico)
PREENCHER USANDO LETRA DE FORMA
NOME: ____________________________________________________________________________
FONE P/ CONTATO: (___) _____________E-MAIL: ________________________________________
ESCOLA:___________________________________________________________________________
MUNICÍPIO: __________________________________________________ESTADO: ______________
ASSINATURA: ____________________________________________
alternativa
questão a b c d e
01
02
03
04
05
06
Topic: Rotational Dynamics, Electromagnetic Induction, Conservation of Energy Metodi: Kinematic Equations, Torque & Angular Momentum Analysis, Faraday’s Law of Induction, Energy Conservation Method Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling, Diagrammatic Reasoning Objects: Gear, Coil, Resistor, Disk, Gas Fonte: Testo (PDF) — p.4
P2 T T P T T1 T2 P1 P2 V V 1 2 3 di cui al capitolo 6 aerei rotore Cose di ingranaggi Controllo della velocità Controllo della direzione del vento torre Anemometro
Il rapporto tra energia fornita e energia prodotta è chiamato efficienza. Per le questioni di cui trattasi este texto, considere que a densidade do ar é , sua velocidade é de 6 m/s, que o comprimento de ogni propulsione è di 50 metri e l’efficienza della turbina è pari al 60%.
- La figura di cui sopra mostra l’anemometro, installato in un aerogeneratore, usato per misurare la velocità del vento. Se l’anemometro è cm e fa 250 rotazioni in un minuto, qual è la velocità del vento?
- A. 5,0 m/s
- B. 8,0 m/s
- C. 10 m/s
- D. 12 m/s
- E. 15 m/s
- Il rotore del generatore aereo gira il cambio A con un’accelerazione angolo costante di . Il cazzo di ingranaggio A è triplo del cazzo di Giro B. Se il cambio B è inizialmente a 20 rad/s, determinare la velocità angolare del cambio B dopo 2 secondi.
- A. 44,0 rad/s
- B. 48,3 rad/s
- **C ** 32,0 rad/s
- **D ** 24,0 rad/s
- E. 5,7 rad/s
- Durante un vento, le eliche di una turbina eolica vengono accelerate con un’accelerazione angolare. costante di . Qual è il rapporto tra il modulo di accelerazione centripeta e il modulo di accelerazione tangenziale di un punto all’estremità dell’elice dopo che questo completare 2 giri se inizialmente gli elici hanno velocità angolare di 5 rad/s?
- A. 80
- B. 60
- C. 40
- D. 20 (e) 10
- Un’accusa costante da parte di abitanti vicini alle centrali eoliche è stata il livello di rumore di bassa la frequenza causata dalle turbine soprattutto in aree in cui altri tipi di rumore sono assenti. Um Il fabbricante di turbine eoliche garantisce che a 300 m una delle sue grandi turbine genera meno di 50 dB, confrontando tale livello di rumore con il rumore prodotto da un aria condizionata o da un
- Il frigorifero. Qual è il livello di rumore quando viene installata una seconda turbina di questo tipo? Supponiamo che le le abitazioni sono approssimativamente uguali alle due turbine.
- A. 100 dB
- B. 87 dB
- C. 65 dB
(d) 56 dB (e) 53 dB
- La maggior parte dell’energia prodotta dal sole è dovuta a:
- A. fissione nucleare
- B. fusione nucleare
- C. reazione chimica
- D. attrazione gravitazionale
- E. forza elettromotrice associata alla variazione del flusso del campo magnetico A B R
- La luce a lunghezza d’onda di 500 nm con intensità colpisce normalmente un un insieme di celle fotovoltaiche. Qual è il numero di fotoni al secondo che raggiungono questo insieme se è quadrato con un lato lungo 10 cm?
- A.
- B.
(c) (d) (e)
- La tensione elettrica di una tipica cella fotovoltaica è di di ordine 0,5 V. Considerando che il pannello solare P La potenza di una cellula di 36 unità è indicata nella figura diossido da resistore e il valore indicato dal gli amperometri sono approssimativamente uguali a:
- A. 15 W e 1,5 A
- B. 20 W e 0,75 A
- C. 20 W e 2,25 A
- D. 30 W e 0,75 A
- E. 30 W e 1,5 A
Il testo seguente riguarda le domande 16-18. Il principio di base della generazione di energia elettrica a partire da un’azione meccanica (convertitore elettromeccanico) è illustrata nella figura accanto. Considerate una bobina piana con N spirale di zona A, realizzate con filo conduttore. Un agente esterno deve: applicare una torsione motoria alla bobina per farla girare. Quando la spira è in rotazione a velocità angolare costante (torque motore uguale a torque resistente) in presenza di un campo magnetico, B, anche costante, una forza l’elettromotrice è indotta nel spirale. La fonte di questa forza l’elettromotrice è la variazione temporale del flusso del campo magnetico attraverso la bobina. Il flusso del campo la forza magnetica è data da e l’elettromotrice è . Si desidera costruire un generatore che produce una tensione alternata con picco di 120 V. Si dispone di magneti che possono produrre un campo magnetico approssimativamente costante di 1,6 T, di 250 m di filo di rame calibro 12, diametro di 2 mm e resistività , per costruire una bobina. 16. Come è noto la legge fisica che garantisce che la condizione necessaria e sufficiente per un forza l’elettromotrice è indotta in un circuito è l’esistenza di flusso magnetico variabile nel tempo?
- A. Legge di Ampere
- B. Legge di Faraday
- C. Lei de Maxwell
- D. Legge di Fourier (e) Legge di Biot-Savart
- La bobina può essere quadrata o circolare. Per una determinata frequenza, qual è il rapporto tra il lato della
- E la rotola rotonda?
- A. 1,0
- B. 2,0
- C. 2,5
- D. 3,0
- E. 3,5
- Supponendo che la bobina sia circolare a 10 centimetri di raggio, qual è la frequenza minima della tensione generata?
- A. 6,0 Hz
- B. 3,0 Hz
- C. 1,0 Hz
- D. 0,7 Hz
- E. 0,3 Hz R
Il testo seguente riguarda le domande 19 e 20.
Alcune fonti di energia rinnovabili come il vento e il sole hanno un potenziale energetico molto grande. Ma il fatto che siano soggette a fattori non controllabili può indurre l’energia a non essere stabile. che è soggetto a variabilità. È importante che la tecnologia di conversione sia più efficace. l’energia sono i sistemi di stoccaggio di queste energie. Come il vento non soffia continuamente e il sole non brilla tutti i giorni allo stesso modo, alcuni meccanismi devono essere sviluppati per memorizzare energia e fornire questa variabilità. Un modo di conservare energia meccanica che può essere convertita In energia elettrica, è attraverso le volantine. In pratica un flywheel consiste in un rotore che gira su una
- Alta velocità. Un flywheel moderno utilizza materiali di fibra di carbonio e i rotori girano nel vuoto in un arco che viene sostenuto mediante levitazione magnetica per evitare perdite attraverso lo scatto. Se a Se la generazione di energia è elevata, si può usare parte di questa energia per far girare il rotore. La Commissione ha adottato una decisione La produzione di energia può essere convertita in energia cinetica di rotazione di un rotore a energia elettrica. Un altro modo per conservare energia è utilizzare l’energia prodotta in eccesso per pompare gas ad alta pressione in un grande serbatoio. Quando l’energia conservata è necessaria, basta rilasciare gas compresso e produrre energia elettrica attraverso le turbine. Alcuni paesi stanno usando strutture geologiche vuote come miniere abbandonate o grandi caverne per il deposito.
- Un flywheel può essere utilizzato per evitare lo spreco di energia cinetica quando un veicolo si ferma. Alcuni esperti suggeriscono che circa il 50% dell’energia cinetica iniziale di un veicolo da 2500 kg potrebbe essere essere conservato quando questa riduce la sua velocità di 12 m/s fino al riposo. Supponiamo che questo flywheel è un disco di radio 0,60 m, di spessore 0,10 m, di acciaio, di densità , che a La velocità angolare in rad/s che dovrebbe avere per raggiungere i dati suggeriti dall’esperto? Data: il il momento di inerzia di un disco di raggio R e massa m è .
- A. 5
- B. 10
- C. 15
- D. 20
- E. 25
- Quanta energia può essere conservata in una camera di di volume se l’aria è compressa da Pa a Pa a temperatura costante? Considera l’aria come il gas ideale.
- A. GJ
- B. MJ
- C. kJ
- D. GJ
- E. MJ
L’Olimpiade di Fisica del Brasile L’istruzione media Alunni di 3° e 4° anno (insegnamento tecnico)
Preencher usando la lettera di formula
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FONTO P/ CONTatto: (___) _____________E-MAIL: ________________________________________
La scuola è stata istituita per la creazione di un’organizzazione di formazione professionale.
Il numero di persone che hanno partecipato alla riunione è stato di:
SINATURA: __________________________________
alternativa
- la questione a b c d e
01
02
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04
05
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Topic: Rotational Dynamics, Electromagnetic Induction, Conservation of Energy Metodi: Kinematic Equations, Torque & Angular Momentum Analysis, Faraday’s Law of Induction, Energy Conservation Method Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling, Diagrammatic Reasoning Objects: Gear, Coil, Resistor, Disk, Gas Fonte: Testo (PDF) — p.4
P2 T T P T T1 T2 P1 P2 V V 1 2 3 Other electrical equipment Other, of a kind used for the manufacture of motor vehicles rotor Other, of a width of not more than 600 mm speed control Control of wind direction tower Other, of a kind used for the manufacture of goods
The ratio between the energy supplied and the energy produced is called efficiency. For the matters referred to This text considers that the density of air is , its speed is 6 m/s, that the length of air is Each propeller is 50 m and the efficiency of the turbine is 60%.
- The figure next to the figure shows the anemometer, installed in a wind turbine, used to measure the speed of the The wind. Se o anemômetro tem cm e executa 250 rotações em um minuto, qual é a velocidade do vento?
- A. 5,0 m/s
- B. 8,0 m/s
- C. 10 m/s
- D. 12 m/s
- E. 15 m/s
- The rotor of the wind turbine shall rotate the gear A with an acceleration angular constante de . The fucking A gear is triple the fucking A gear. gear B. If the gear B is initially rotating at 20 rad/s, determine the angular velocity of the gear B after 2 s.
- **A ** 44,0 rad/s
- **B ** 48,3 rad/s
- **C ** 32,0 rad/s
- ** D ** 24,0 rad/s
- **E ** 5,7 rad/s
- During a wind guster the propellers of a wind turbine are accelerated with angular acceleration constante de . What is the ratio between the centrifugal acceleration module and the acceleration module tangential of a point on the end of the propeller after completing 2 turns if the propellers have initially angular velocity of 5 rad/s?
- A. 80
- B. 60
- C. 40
- D. 20 (e) 10
- A constant complaint from residents near wind farms has been the level of low noise The frequency of turbines is mainly in areas where other types of noise are absent. Um The manufacturer of wind turbines shall ensure that at a distance of 300 m one of its large turbines generates less than 50 dB, compared with noise from an air conditioner or a The refrigerator. What is the noise level when a second turbine like this is installed? Suppose that the The residences are approximately equal to the two turbines.
- A. 100 dB
- B. 87 dB
- C. 65 dB
(d) 56 dB (e) 53 dB
- Most of the energy produced by the sun is due to:
- **A ** nuclear fission
- **B ** nuclear fusion
- C. chemical reaction
- D gravitational pull
- E. electromotive force associated with the variation in the flow of the magnetic field A B R
- Light with a wavelength of 500 nm with a intensity of normally affects a a set of photovoltaic cells. What is the number of photons per second that hit this set if it is square with a side measuring 10 cm long?
- A.
- B.
(c) (d) (e)
- The electrical voltage of a typical photovoltaic cell is of a power of 0,5 V. Whereas the P solar panel The figure is composed of 36 cells, the power dispersed by the resistor and the value indicated by the Ampheters are approximately equal to:
- A. 15 W e 1,5 A
- B. 20 W e 0,75 A
- C. 20 W e 2,25 A
- D. 30 W e 0,75 A
- E. 30 W e 1,5 A
The following text relates to questions 16 to 18. The basic principle of electricity generation from a mechanical action (electromechanical converter) is illustrated in the figure next to it. Consider a flat coil with N spins of area A made of conductive wire. An external agent must: apply a torque to the coil to make it spin. When the spindle is rotating at constant angular speed (motor torque equal to the resistance torque) in the presence of A magnetic field, B, also constant, a force The electromotive force is induced in the spindle. The origin of this force electromotive is the temporal variation of the flow of the magnetic field through the coil. The flow of the field The magnetic field is given by and the electromotive force is . You want to build a generator which produces a peak alternating current of 120 V. It has magnets that can produce a a magnetic field of approximately constant 1,6 T, 250 m of 12 caliber copper wire, diameter of 2 mm and resistivity , to construct a coil. 16. As is known the law of physics that ensures that the necessary condition is sufficient for a force to Is electromotive induced in a circuit the existence of a magnetic flux variable over time?
- **A ** Law of Ampère
- **B ** Faraday’s law
- C. Lei de Maxwell
- **D ** Law of Fourier (e) Biot-Savart Law
- The coil may be square or circular. For a given frequency, what is the ratio between the side of the square coil and the fucking circular coil?
- A. 1,0
- B. 2,0
- C. 2,5
- D. 3,0
- E. 3,5
- Assuming the coil is circular with a radius of 10 cm, what is the minimum frequency of the voltage generated?
- A. 6,0 Hz
- B. 3,0 Hz
- C. 1,0 Hz
- D. 0,7 Hz
- E. 0,3 Hz R
The following text refers to questions 19 and 20.
Some renewable energy sources like wind and sun have a very large energy potential. But because they are subject to uncontrollable factors, the energy supply may not be stable. subject to variability. As important as increasing the efficiency of conversion machines energy are the systems that store that energy. As the wind does not blow continuously and the sun It doesn’t shine the same way every day, some mechanisms have to be developed to store energy and supply that variability. A way of storing mechanical energy, which can be converted In electrical energy, it’s through flywheels. Basically a flywheel consists of a rotor that rotates at a High speed. A modern flywheel uses carbon fiber materials and rotors rotate in the vacuum at a rotor of an axle which is supported by magnetic levitation to prevent losses through friction. Se a If the power generation is high, you can use some of that energy to turn the rotor. As the The energy required to supply certain variations in generation can be converted to rotational kinetic energy the rotor in electrical energy. Another way to store energy is to use the surplus energy produced to Pump high pressure gas into a large tank. When the stored energy is needed, it is enough release compressed gas and produce electricity through turbines. Some countries are using empty geological structures such as abandoned mines or large caves for storage. 19. A flywheel can be used to prevent the waste of kinetic energy when a vehicle brakes. Some experts suggest that about 50% of the initial kinetic energy of a 2,500-kilogram vehicle could be be stored when it slows down by 12 m/s until rest. Assuming that flywheel a disc of a radius of 0,60 m, a thickness of 0,10 m and made of steel, with a density of , as angular velocity in rad/s that it should have to reach the data suggested by the expert? Date: the The moment of inertia of a disc of radius R and mass m is .
- A. 5
- B. 10
- C. 15
- D. 20
- E. 25
- What amount of energy can be stored in a chamber of volume if the air is comprimido de Pa até Pa à temperatura constante? Consider air as the ideal gas.
- A. GJ
- B. MJ
- C. kJ
- D. GJ
- E. MJ
The Brazilian Olympic Games in Physics The Commission shall adopt implementing acts in accordance with the opinion of the Committee on Budgets. Students of 3rd and 4th grades (technical education)
PREENCHER using the letter of the form
The following is the list of the countries of the European Union:
The following information shall be provided:
The following is the list of the countries of the European Union:
The following is the list of the countries of the European Union and the European Union:
The following is the list of the countries of the European Union:
Other
Question No a b c d e
01
02
03
04
05
06
Topic: Rotational Dynamics, Electromagnetic Induction, Conservation of Energy Metodi: Kinematic Equations, Torque & Angular Momentum Analysis, Faraday’s Law of Induction, Energy Conservation Method Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling, Diagrammatic Reasoning Objects: Gear, Coil, Resistor, Disk, Gas Fonte: Testo (PDF) — p.4