Olimpíada Brasileira de Física a Fase. Prova para alunos de 3 o ano

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Marina Fernandes Estrada
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1 Olimpíada Brasilira d Física 00 1 a Fas Proa para alunos d o ano Lia atntamnt as instruçõs abaixo ants d iniciar a proa: 1 Esta proa dstina-s xclusiamnt a alunos d o ano. A proa contm int qustõs. Cada qustão contém cinco altrnatias, das quais apnas uma é corrta. Assinal, na Folha d Rspostas, a altrnatia qu julgar corrta. A Folha d Rspostas com a idntificação do studant ncontra-s na última página dst cadrno drá sr ntrgu no final da proa. 5 A duração dsta proa é d horas. 6 O studant drá prmancr na sala no mínimo 90 minutos. 7 É xprssamnt proibido o uso d quaisqur tipos d calculadora. 8 - Para a rsolução das qustõs dsta proa us, quando for o caso, os sguints dados: aclração da graidad próxima à suprfíci da Trra: g = 10 m/s π =

2 Olimpíada Brasilira d Física 1ª Fas º ano 1 OLIMPÍADA BRASILEIRA DE FÍSICA 00 1 a Fas o ano Qustão 1 Um carro d tsts m uma pista rtilína, partindo do rpouso, aclra durant 0 s com aclração constant a r 1. Dpois, prmanc com a locidad adquirida durant mais 0 s, m sguida, fria bruscamnt com aclração constant a r. r r Sndo a > a1, o gráfico qu mlhor rprsnta o moimnto é: Qustão Um bloco d massa m = 0,60 kg, sobr um trilho d atrito dsprzíl, comprim uma mola d constant lástica k = 000 N/m, conform a figura abaixo. Considr qu a nrgia potncial graitacional sja zro na linha pontilhada. O bloco, ao sr librado, passa plo ponto P (h=0,60 m) ond 75% d sua nrgia é cinética. Considr g = 10 m/s. P x (m) k m h A comprssão x da mola foi d (m/s) ,0 cm 1 cm 15 cm 18 cm 1 cm Qustão a (m/s ) No squma da figura, a bolinha d massa m é abandonada m rpouso dsliza, sm girar, sobr o plano inclinado sm atrito, dsd a altura h, até sr ncaçapada plo buraco na suprfíci inclinada. m h M x (m) Considrando qu não há atrito ntr o bloco d massa M a suprfíci horizontal, o bloco M a (m/s ) mo-s inicialmnt para a squrda dpois rtorna à sua posição inicial. adquir uma locidad para a dirita proporcional à altura h. mo-s para a squrda pára. adquir uma locidad para a squrda proporcional à altura h. prmanc imól o tmpo todo

3 Olimpíada Brasilira d Física 1ª Fas º ano Qustão o mpuxo no objto 1 é a mtad do mpuxo no objto. Um carrinho d massa m dsliza sm atrito com locidad r o mpuxo no objto é igual ao mpuxo no sobr um trilho rtilíno horizontal objto. colid lasticamnt com outro carrinho d massa o mpuxo no objto 1 é maior do qu o mpuxo 5m, inicialmnt parado. As locidads dos dois no objto. carrinhos após a colisão são, rspctiamnt, o mpuxo no objto é mnor do qu o mpuxo no objto 1. 8 os mpuxos nos três objtos são iguais. Qustão 5 Considr uma garota d massa m caminhando por uma prancha d comprimnto L, como rprsntado na figura abaixo. D Mg A distância máxima, d, qu a garota s afasta do ponto P sm qu a prancha gir é L M D m D M m ( L D) M m L m D M ( L D) m M Qustão 6 Uma criança stá dntro d uma piscina, brincando com três objtos fabricados com matriais difrnts, mas qu possum o msmo pso. Você obsra qu o objto 1 fica boiando, submrso pla mtad, qu o objto fica imrso totalmnt parado m qualqur lugar dntro da água qu o objto submrg totalmnt indo para o fundo da piscina. L d P Qustão 7 Considr qu a órbita da Trra m torno do Sol sja circular qu ss moimnto possui príodo T. Sndo t o tmpo médio qu a luz do Sol la para chgar à Trra c a locidad da luz no ácuo, o alor stimado da massa do Sol é ) G ( ct π T π ( ct) G T G ( ct ) π t π ( ct ) G t G ( ct) π T Qustão 8 A xtrmidad d uma mola ibra com um príodo T, quando uma crta massa M stá ligada a la. Quando ssa massa é acrscida d uma massa m, o príodo d oscilação do sistma passa para T. A razão ntr as massas, m/m, é Qustão 9 Uma partícula xcuta um moimnto harmônico π simpls dscrito pla função horária x = cos t, m unidads do S.I. A amplitud o príodo dss moimnto são, rspctiamnt, m s 1 m s m /π s 1 m /π s m π/ s

4 Olimpíada Brasilira d Física 1ª Fas º ano Qustão 10 Qustão 1 Considr um xprimnto no qual liga-s uma lâmpada incandscnt comum acima dla coloca-s uma ntoinha, qu passa a girar. Copos d idro para crja, comumnt chamados d tulipas, têm, m gral, massa igual à massa da crja qu contém. Sabndo qu o calor spcífico do idro é 0,0 cal/g C o da crja é 1 cal/g C, a lação da tmpratura da crja dspjada a 0 C m um copo à tmpratura ambint d 5 C é d aproximadamnt 0, C 0,5 C 1 C C 5 C Em rlação a ss xprimnto afirma-s qu I. a ntoinha gira dido somnt à prssão da irradiação sobr suas pás. II. a nrgia létrica é toda conrtida m nrgia cinética das pás da ntoinha. III. as moléculas d ar qunt, ao colidirm com as pás da ntoinha, transfrm part d sua quantidad d moimnto para as pás qu passam a s mor. IV. a nrgia létrica transforma-s m nrgia térmica luminosa part dssa nrgia térmica é, postriormnt, conrtida m nrgia cinética da ntoinha. Está corrto o qu s afirma m: I II, somnt. I III, somnt. II III, somnt. III IV, somnt. I, II, III IV. Qustão 11 A figura abaixo rprsnta um cilindro ond uma crta quantidad d água, inicialmnt a uma tmpratura na rgião do comportamnto anômalo, é rtida por um bloco psado, qu pod s mor lirmnt para cima ou para baixo. Com o rsfriamnto do sistma, a água s congla. Sndo θ a tmpratura d conglamnto da água τ o trabalho qu la raliza sobr o bloco, pod-s afirmar qu: θ = 0 o C τ > 0 θ > 0 o C τ < 0 θ < 0 o C τ > 0 θ > 0 o C τ > 0 θ < 0 o C τ < 0 Qustão 1 Um som d frqüência 60 Hz comprimnto d onda 0,500 m s propaga m um mio com uma locidad d 160 m/s 0 m/s 60 m/s 180 m/s 560 m/s Qustão 1 Sobr a formação d imagns m splhos, afirma-s qu I. nos splhos côncaos conxos, a li da rflxão não é álida. II. no splho plano, o tamanho da imagm é smpr igual ao tamanho do objto. III. nos splhos côncao conxo, o tamanho da imagm é smpr difrnt do tamanho do objto. Está corrto o qu s afirma m: I, apnas. II, apnas. III, apnas. I II, apnas. II III, apnas. Qustão 15 As dfiniçõs d carga létrica campo létrico stão intimamnt ligadas. Com rlação a uma carga létrica ao campo létrico por la grado, afirma-s qu: I. o campo létrico é uma propridad da carga létrica. II. uma carga létrica produz um campo létrico qu diminui ao longo do tmpo. III. o campo létrico altra as propridads do spaço m torno da carga létrica qu o produz. IV. o campo létrico d uma dtrminada carga létrica pod sr modificado com a proximidad d outra carga. Estão corrtas apnas as afirmaçõs: I III I IV I, III IV II, III IV I, II III

5 Olimpíada Brasilira d Física 1ª Fas º ano Qustão 16 5R Ao s sfrgar um canudinho d rfrigrant com um pdaço d lã aproximá-lo d uma pard l podrá ficar grudado na pard. Isto s justifica porqu prótons passam da lã para o canudinho dixando-o ltrizado positiamnt isso o prnd aos létrons dos átomos qu stão na pard. ocorr uma transfrência d létrons da lã para o canudinho, ao colocá-lo m contato com a pard, ocorr a dscarga dss xcsso d létrons, ficando o canudinho prso até qu a dscarga trmin. ocorr indução d cargas létricas na pard, qu passam para o canudinho, dido à atração ntr ssas cargas, surg uma força létrica qu aumnta a força normal quilibra o pso do canudinho. com o atrito, o canudinho s ltriza pla rtirada d alguns d sus prótons o qu o dixa ltricamnt ngatio, sndo, portanto, atraído plos prótons da pard. o canudinho fica ltrizado, por sr um mau condutor, não prd ss xcsso d carga para a pard, ficando assim prso a la por forças létricas ntr as cargas do canudinho as induzidas na pard. Qustão 17 Na figura abaixo, stão rprsntadas duas partículas d massas m 1 m, carrgadas, rspctiamnt, com cargas q 1 q suspnsas d um msmo ponto por fios d iguais comprimntos massas dsprzíis. m 1 q 1 Pod-s concluir qu q m R 5 1R 9R 11R Qustão 19 No circuito abaixo, a batria tm rsistência intrna dsprzíl força ltromotriz igual a 0, V, o rsistor R 1 tm rsistência igual a 0, Ω o rsistor R tm rsistência igual a 0, Ω. Os fios d ligação têm rsistência dsprzíl. ε A B D C R 1 R Considr as sguints afirmaçõs: I. A d.d.p. ntr A B é difrnt da d.d.p. ntr C D. II. A corrnt qu passa por R 1 é maior do qu aqula qu passa por R. III. A potência dissipada m R 1 é mnor do qu aqula dissipada m R. IV. A corrnt qu passa no trcho BD é igual a 1,5 A. Está corrto o qu s afirma somnt m: I IV. I III. II III. II IV. III IV. Qustão 0 Sja o circuito rprsntado na figura abaixo: q 1 q < 0 m 1 < m q 1 q > 0 q 1 < q q 1 q < 0 m 1 q 1 > m q q 1 q > 0 q 1 > q q 1 q > 0 m 1 > m Qustão 18 Considr o sguint circuito létrico, no qual a batria os fios têm rsistência dsprzíl: R A R ε R R R R Fazndo um curto-circuito ntr os pontos A B, a rsistência quialnt do circuito srá B 0 V 0,8 A R 1 0, A 16 Ω 0, A R A potência dissipada plo rsistor R é d,8 watts, watts 1,9 watts 0,7 watts 1, watts 1 Ω

6 Olimpíada Brasilira d Física 00 FOLHA DE RESPOSTAS 1 a FASE o ANO Idntificação do Aluno Nom: Séri: Escola: -mail: Município: Estado: Assinatura: PREENCHER USANDO LETRA DE FORMA ALTERNATIVA QUESTÃO A B C D E

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