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ESTUDO DA FÍSICA

 

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OLIMPÍADA BRASILEIRA DE FÍSICA 
(PROVA PARA O TERCEIRO ANO DO ENSINO MÉDIO)
 
BOA SORTE

 

1. Num experimento de mecânica, um carrinho desce um plano inclinado e continua movendo-se por um plano horizontal. O carrinho possui um pequeno tanque cheio de tinta, que vaza por um pequeno furo na sua parte inferior, com as gotas caindo em
a) estarão igualmente espaçadas durante todo o trajeto. 
b) estarão aumentando suas distâncias na descida e permanecerão igualmente espaçadas na horizontal. 
c) estarão aumentando suas distâncias tanto na descida quanto na horizontal.  
d) estarão diminuindo suas distâncias na descida e aumentando na horizontal.  
e) estarão diminuindo suas distâncias tanto na descida quanto na horizontal.
 
2- Um estudante de ensino médio resolve puxar um bloco de massa M sobre uma superfície fazendo uso de uma corda inextensível e de massa desprezível. Como as dimensões do bloco são pequenas, a corda faz um ângulo θ com a horizontal. Ao variar este ângulo, ele percebe que, com a mesma intensidade de força F = 2Mg, a força de atrito entre o bloco e a superfície diminui. Supondo que o coeficiente de atrito cinético seja µ, podemos afirmar que o ângulo para o qual a força de atrito seja mínima e o bloco ainda permaneça em contato com o solo ocorre para:
a) θ = 1800. 
b) θ = 900. 
c) θ = 600.
d) θ = 450. 
e) θ = 300.
 
3. Assinale, entre as alternativas abaixo, aquela que pode representar corretamente a unidade para a grandeza torque:
a) kg2 s/m
b) kg m2/s2
c) kg m/s
d) kg m2/s
e) kg s/m2
 
4. Um funcionário da construção civil sobe uma rampa inclinada com 30 m de comprimento, até a uma altura de 10 m em relação ao solo, levando nas costas um saco de cimento com 50 kg. Qual o módulo do trabalho que a força peso realiza sobre o saco de cimento, neste percurso?
a) 15000 J. 
b) 20000 J.    
c) 10000 J.  
d) 5000 J.
e) 3000 J.
 
5. Um vagão de massa 200 kg trafega livremente por trilhos horizontais e retilíneos no interior de uma mina de carvão, com velocidade de módulo 10 m/s. Num certo ponto dos trilhos, um saco de carvão, com massa de 50 kg, cai, de uma pequena altura, verticalmente sobre o vagão. Com qual velocidade o vagão cheio de carvão segue pelos trilhos?
a) 10 m/s.                   b) 15 m/s. c) 8 m/s. d) 5 m/s. e) 20 m/s.
 
6. A terceira lei de Kepler pode ser escrita como T2 = C . R3 , onde T é o período, R o raio e C uma constante. Considere então dois planetas que descrevem órbitas circulares concêntricas, de raios R1 e R2, em torno do Sol. Se R2 = 4 R1, a relação entre as velocidades dos planetas é
a) v1 = 4 v2 b) v2 = 2 v1 c)   v2 = 4 v1 d) v1 = v2 e) v1 = 2 v2
 
7. A densidade de massa do gelo, dg (dg = mg/Vg , onde mg é a massa do gelo e Vg é seu volume), é ligeiramente inferior à densidade de massa da água,dágua. Isso significa dizer que parte do volume do gelo, Vgs, fica submersa e outra parte, Vgf ,não. Supondo que dg = 0,9 dágua , qual a fração 
volumétrica do gelo que fica flutuando?
a) exatamente 0,1 Vg
b) exatamente 0,9 Vg
c) aproximadamente 0,5 Vg
d) aproximadamente 0,45 Vg
e) exatamente 0,05 Vg
 
8.  Um recipiente cilíndrico tem seu volume V dividido em duas partes por uma membrana rígida. Em uma das partes tem-se gás ideal à pressão P e temperatura T. Admita que esta parte tem 1/3 do volume do cilindro. Na outra parte fez-se vácuo. As paredes do cilindro não permitem que o gás troque calor com o meio externo. A membrana é removida sem que haja troca de calor. Depois que o gás entra em equilíbrio, a pressão e temperatura são, respectivamente:
a) 3P e T/2. 
b) P/3 e T.
c) P/3 e T/3. 
d) P e 3T. 
e) P e T.
 
9. Existem materiais que se comportam de maneira não usual quando aquecidos: ao invés de se expandirem com o acréscimo de temperatura, eles encolhem. Isso os caracteriza como materiais que possuem coeficiente de dilatação negativo. Este é o caso de algumas borrachas, por exemplo. Suponha que temos uma amostra deste material e o submetamos a uma variação de temperatura .T = 60 K, e notamos que sob esta variação de temperatura o comprimento da amostra reduziu-se em 4%. Qual o valor do coeficiente de dilatação linear desta amostra?
a) - 9,6 x 10-2 K-1.
b)   9,6 x 10-2 m.K-1.
c) - 6, 67 x 10-4 K-1.
d) - 6,67 x 10-4 m.K-1.
e) - 6,67 mK-1.
 
10. As cidades do Rio de Janeiro e São Paulo estão conectadas por uma extensão de 400 km de fibras ópticas. Sabendo-se que a fibra apresenta índice de refração igual a 1,5, qual é o tempo necessário para que um pulso de luz chegue a São Paulo, saindo do Rio de Janeiro?
a) 0,1 s
b) 0,0667 s
c) 0,000667 s 
d) 0,002 s 
e) 0,33 s
 
11. Um holofote é um dispositivo que fornece um feixe de raios luminosos paralelos. Na figura abaixo temos um espelho côncavo E1 e um espelho convexo E2. Utilizando uma lâmpada como fonte de luz, e um dos espelhos, onde deveríamos colocá-la para termos o efeito de um holofote? As letras C e F indicam a posição do foco e do centro de cada espelho.
a) Entre o foco F e o centro C do espelho E1.     
b) Entre o foco F e o centro C do espelho E2.    
c) No centro C do espelho E1.
d) No foco F do espelho E2.
e) No foco F do espelho E1.

 

12. Na figura abaixo temos três observadores O1, O2 e O3 olhando para o espelho E1. Qual observador irá (ou quais observadores irão) enxergar a imagem da lâmpada L1 através do espelho?
a) Somente O1.  
b) Somente O2. 
c) O1 e O2. 
d) Somente O3. 
e) O1, O2 e O3.
 
13. Um feixe de raios paralelos incide na interface entre dois meios diferentes com índices de refração n1 e n2, conforme mostra a figura. Parte da luz é refletida na interface e parte é refratada. Pode-se afirmar que:
a) θ1 = θ3 somente se n1 > n2.  
b) θ1 = θ2 somente se n1 < n2. 
c) θ1 < θ3 somente se n1 > n2. 
d) θdiferente de   θ2 independentemente dos valores de n1 e n2.  
e) θ1 > θ3 se n1 > n2.

 

14. Um sistema composto de uma mola, de comprimento natural Lo e constante elástica k, e um bloco de massa M preso a uma das extremidades é pendurado no teto. Após o sistema entrar em equilíbrio, a distância do bloco em relação ao teto passa a ser xo. Podemos afirmar, que no caso de se deslocar o bloco por uma distância x em relação ao teto, o mesmo executará um movimento oscilatório em torno de:
a) Lo, o comprimento natural da mola. 
b) xo, a posição de equilíbrio do sistema massa-mola em relação ao teto.   
c) x - xo, deslocamento do bloco em relação a posição de equilíbrio do sistema massa-mola.  
d) x - Lo, deslocamento do bloco em relação ao comprimento natural da mola.  
e) o bloco não executará um movimento oscilatório.

 

15. Uma carga elétrica puntiforme de módulo Q é colocada no centro de uma superfície esférica S de raio R. Nesta situação, o fluxo do campo elétrico gerado por esta carga através da superfície da esfera, é F. Se dobrarmos o raio da superfície esférica S, mantendo a carga Q em seu interior, podemos afirmar que o fluxo do campo elétrico gerado por Q através desta nova superfície esférica será dado por:
a) 2 F b) F c) 4 F d) F / 2 e) F / 4.
 
16. Considere uma casca esférica metálica de raio R carregada com uma carga Q uniformemente distribuída sobre ela. Coloca-se uma carga q no centro desta casca esférica. O módulo da força elétrica resultante sobre q será:
a) F = (K Qq)/R2.
b) F = (K Qq)/R.
c) F = 0.
d) F = K QqR2.
e) F = K QqR.  
 
17. Geralmente, quando estamos no inverno, gostamos de tomar banhos mais quentes. Em sua casa você dispõe de um chuveiro elétrico com regulagem para aumentar ou diminuir a temperatura de aquecimento da água de seu banho. Suponha que o seu chuveiro esteja ligado à rede elétrica de 220 V. Ao colocar a chave de regulagem do seu chuveiro na posição "inverno", onde a água sairá mais quente, podemos afirmar que a resistência elétrica interna do chuveiro:
a) diminui, e com isto a corrente elétrica que passa pelo mesmo aumentará, aumentando assim a dissipação de energia por efeito Joule, aquecendo mais a água. 
b) aumenta, e com isto a corrente elétrica que passa pelo mesmo aumentará, aumentando assim a dissipação de energia por efeito Joule, aquecendo mais a água.
c) diminui, e com isto a corrente elétrica que passa pelo mesmo diminuirá, aumentando assim a dissipação de energia por efeito Joule, aquecendo mais a água.  
d) aumenta, e com isto a corrente elétrica que passa pelo mesmo aumentará, diminuindo assim a dissipação de energia por efeito Joule, aquecendo mais a água.  
e) diminui, e com isto a corrente elétrica que passa pelo mesmo aumentará, diminuindo assim a dissipação de energia por efeito Joule, aquecendo mais a água.
 
18. A bateria de 12 V de um carro está alimentando a luz interna de 10 W, e o rádio, que está ligado, consumindo uma potência de 6 W. Desprezando as resistências internas, as intensidades das correntes elétricas na lâmpada e no rádio são respectivamente:
a) 72 A e 120 A
b) 12 A e 7,2 A
c) 1,33 A para os dois
d) 3 A e 0,75 A
e) 0,83 A e 0,50 A

 

 
19. Um raio libera na atmosfera uma potência estimada de cinco trilhões de watts num intervalo de tempo de um milésimo de segundo. Qual a energia aproximadamente liberada (em kwh) durante este fenômeno?
a)  5000 b) 1400 c) 3600 d) 1800 e) 4000
 
20. A figura abaixo representa três garrafas idênticas contendo água em quantidades diferentes. Se batermos com uma caneta em cada uma delas, o som produzido será diferente. Sabendo que quanto maior a frequência da onda sonora, mais agudo é o som, podemos afirmar que:
a) a garrafa 1 produzirá o som mais agudo.
b) a garrafa 2 produzirá o som mais grave.
c) a garrafa 2 produzirá o som mais agudo. 
d) a garrafa 3 produzirá o som mais agudo.
e) a garrafa 3 produzirá o som mais grave.

 

 
 

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