Olimpíada de Física

2º Colegial

 

Nome:

 

Escola:

 

 

Problema 1

Explique por que ao tentarmos nos suspender, puxando nosso próprio cabelo, não conseguimos ? Porém, se amarrarmos uma corda na cintura e passarmos por uma roldana fixa no teto e puxarmos conseguimos nos suspender. Explique.

Problema 2

Numa biblioteca, duas pessoas retiram livros da estante. A prateleira está a 1 metro do chão. A primeira pessoa retira 3 livros de 320 gramas cada e os leva até uma mesa, de 50 cm de altura, situada a 25 metros de distância. A segunda retira dois livros de 200 gramas cada e os coloca no chão.

Após um certo tempo, a primeira pessoa recoloca os 3 livros, de onde os retirou. A segunda pessoa esquece os livros no chão. Calcule o trabalho realizado pela primeira e pela segunda pessoa. Dados: g = 10 m/s2.

Problema 3

Num domingo de manhã ensolarada, um físico resolve se divertir pescando, em seu bote, num lago. Após um tempo, ele observa uma fruta num galho de uma árvore, próxima à extremidade do bote. O físico se levanta e caminha no bote para apanhar a fruta. Explique se ele conseguirá, ou não, apanhar a fruta.

Problema 4

É possível determinar a massa de um corpo que afunda numa vasilha de forma retangular com água, apenas utilizando-se de uma régua? Explique como você pode fazer esta medida. Dados: densidade do corpo = d.

Problema 5

Baseados na definição de calor, que é a energia transferida de um corpo ao outro em virtude de uma diferença de temperatura entre eles e, que os processos de transferência de calor são três (condução, convecção e radiação), discuta os fatos descritos abaixo, indicando qual (ou quais) processos de transferência de calor estão envolvidos.

1.  No inverno sentimos sensação de frio e nos agasalhamos.

2.  Os congeladores situam-se na parte superior das geladeiras.

3.  As garrafas térmicas possuem uma região que contém vácuo entre as paredes e, estas, são espelhadas.

Problema 6

Após sofrer um acidente, um paciente está deitado na maca da ambulância com aceleração a. Dentro da ambulância temos um fio preso ao teto, o qual prende um frasco de soro de massa m na outra extremidade. O fio faz um ângulo com a vertical.

O paciente, estudante de física, aplica a 2ª Lei de Newton ao frasco de soro e afirma que:

T + P = ma = 0

pois o frasco está em repouso em relação à ele. Entretanto, o resultado de T + P não é nulo.

Forneça a solução para T + P e explique seu raciocínio.

Problema 7

É frequente, em restaurantes, encontrar-se latas de óleo com um único orifício. Nesse caso, ao virar a lata, o freguês verifica desanimado que, após a queda de umas poucas gotas, o processo estanca, obrigando-o a uma tediosa repetição da operação.

a) Fisicamente, por que isto ocorre ? Justifique.

b) Calcule a pressão exercida pelo óleo no fundo da lata, dados altura h = 15cm e densidade do óleo = 0.8 g/cm3.

Problema 8

Um tubo de vidro de massa m = 30g está sobre uma balança. Na parte inferior do vidro, está um ímã cilíndrico de massa M1 = 90g. Dois outros pequenos ímãs de massas M2 = M3 = 30g são colocados no tubo e ficam suspensos devido às forças magnéticas e os seus pesos.

a) Qual a direção e o módulo (em Newton) da resultante das forças magnéticas que agem sobre o ímã?

b) Qual a indicação da balança (em gramas) ?

Problema 9

Para enchermos uma bola de futebol com uma bomba, é necessário adaptar a ela um “bico”, que diminui a área por onde o ar é expelido. Se o corpo da bomba for de metal, é possível perceber que, ao efetuarmos essa operação, a bomba apresenta um determinado aquecimento. Explique por que isso ocorre.

 

Problema 10

Você está voltando para São Carlos, vindo de Araraquara, em um trem. Você está situado no primeiro vagão do trem, com velocidade constante v. Num dado instante, você começa a caminhar para o último vagão com uma velocidade v’ e, no meio do caminho, resolve jogar uma bola para o alto.

a) Nos casos v = v’, v > v’ e v < v’, em qual deles a bola pode cair em sua mão? Explique o que acontece nos três casos.

b) Qual a trajetória que a bola descreve, nos três casos de velocidade, para um observador sentado no trem?

Problema 11

Um químico, fazendo uma experiência no laboratório de física, verificou que uma certa grandeza H é função de outras três grandezas, e, s e T. Suas medidas lhe permitiram construir os gráficos mostrados abaixo.

Observando os gráficos, escreva e explique qual a relação existente entre a grandeza H e as outras três grandezas. A seguir, escreva uma relação (uma fórmula) que descreva as relações.

Problema 12

Considere um corpo de massa m, colocado a uma altura H do chão, conforme o desenho abaixo. O corpo é solto e desliza sem atrito na região I. Na região II, o corpo sofre a influência do atrito (m) da superfície. Qual a distância que o corpo alcançará ao sair da rampa ?