Olimpíada de Física

3º Colegial

 

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Problema 1

Num domingo de manhã ensolarado, 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 barco para apanhar a fruta. Explique se ele conseguirá, ou não, apanhar a fruta.

Problema 2

Na figura observamos um chuveiro. Vemos que o resistor possui 3 pontos de contato, sendo que um deles permanece sempre ligado ao circutio. Indique qual o contato elétrico da posiçao verão (água pouco aquecida) e qual da posição inverno (água muito aquecida). Justifique sua resposta.

Problema 3

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 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

Por que a chama de uma vela está sempre voltada para cima, mesmo quando a vela não está na posição vertical ? Explique.

 

Problema 6

Em navios que transportam combustível, os marinheiros precisam utilizar sapatos cujas solas são de material condutor de eletricidade. Alguns caminhões que transportam combustível possuem uma corrente pendurada na carroceria, que fica arrastando no asfalto.

Os fatos descritos acima possuem em comum a segurança. Qual o motivo dessa segurança ? Explique quais princípios estão envolvidos nesses fatos.

Problema 7

Como podem ser ligados, convenientemente, eletrodomésticos e lâmpadas em uma residência, isto é, deve ser feita uma associação em série ou em paralelo? Por que ?

Problema 8

Um tubo de vidro de massa m = 30g está sobre uma balança. Na parte inferior do vidro, está um ímã cilindrico 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

Sabemos que um corpo, quando aquecido, sofre uma dilatação, e quando resfriado, uma contração.

Realizou-se, então, uma experiência com um pêndulo de haste h = 60cm e feita com material de coeficiente de dilatação linear a. Um corpo de massa m, presa na haste, tem coeficiente de dilatação volumétrica g.

Colocou-se o pêndulo em uma câmara frigorífica e mediu-se o seu período de oscilação, TC. Em seguida, mediu-se o período deste mesmo pêndulo no laboratório, o qual resulta em uma diferença dada por TL=1.1 TC.

a) Explique e indique, quais fatores influenciaram neste resultado.

b) Qual a variação de temperatura entre o laboratório e a câmara frigorífica, em função de a.

Problema 10

Uma balança de pescador é construído com uma mola sustentada por uma das extremidades e a outra fica livre, onde se colocam os peixes. Para calibrar a balança, o pescador usa um objeto de massa conhecida, tomada como padrão, que, colocada no prato da balança, produz uma certa distensão na mola.

Se a massa for de 500 g e a distensão, provocada na mola, é de 2 cm. De que maneira poderia ser calibrada essa balança para aferir desde ¼ kg a 4 kg ?

Problema 11

Três blocos metálicos (A, B e C) encontram-se em contato, apoiados sobre uma mesa de material isolante, conforme a figura ao lado. Dois bastões P1 e P2, eletrizados positivamente, são colocados próximos às extremidades dos blocos A e C. Uma pessoa, usando luvas isolantes, separa os blocos entre si e, em seguida, afasta os bastões eletrizados.

·      Descreva o movimento de elétrons livres nos blocos, causado pela aproximação dos bastões P1 e P2.

·      Diga qual é o sinal da carga de cada bloco após serem separados.

Problema 12

Um corpo de massa M e velocidade v colide elasticamente com outro corpo de mesma massa e em repouso, situado numa região de atrito m (figura A). Considerando que o choque do corpo 2 com a parede seja também elástico, qual deve ser a velocidade v para que a situação final dos corpos seja a representada pela figura B, ou seja, o corpo 2 colide com a parede e volta, parando na sua posicão inicial ?