Olimpíada Brasileira de Física OBF 2011

2º Ano do Ensino Médio

3º Ano do Ensino MédioProfessor: Joel Cordeiro Júnior.

Breve Histórico.A Olimpíada Brasileira de Física (OBF) é um programa da Sociedade Brasileira de Física (SBF) destinado a todos os estudantes do Ensino Médio (antigo 2º grau) e aos estudantes da última série (atual último ano) do Ensino Fundamental. Em 2011 a OBF está sendo realizada pela Décima Terceira vez consecutiva para os alunos do Ensino Médio e pela Quinta vez para os estudantes da oitava série (atual nono ano) do Ensino Fundamental.

OBF 2011

Objetivos Gerais da Olímpiada

A OBF 2011 é um programa da SBF – Sociedade Brasileira de Física.

1. Despertar e estimular o interesse pela Física;

2. Proporcionar desafios aos estudantes;

3. Aproximar a universidade do ensino médio;

4. Identificar os estudantes talentosos em Física, preparando-os para OIF 2011

OBF 2011

Fases da Olímpiada

A Olimpíada Brasileira de Física(OBF) é realizada em três fases:

1. A primeira fase ocorre no mês de Maio (21 de Maio); é realizada na escola de cada estudante e dela pode participar todo estudante inscrito no ensino médio e na oitava série (atual nono ano) do ensino fundamental.

2. A segunda fase ocorre no mês de Agosto (13 de Agosto); é realizada no Campus da UTFPR – Medianeira.

3. A terceira fase ocorre no mês de Outubro (08 de Outubro); é realizada na sede da coordenação estadual.

OBF 2011

Para a Primeira Fase

Cada aluno receberá um caderno de questões e uma folha de resposta, sendo ele composto de 30 questões, das quais deverá escolher apenas 20 questões para serem resolvidas, conforme as informações que deverão estar no CADERNO DE QUESTÕES.

OBF 2011

OBF 2011Os estudantes deverão conhecer e utilizar, preferencialmente, as unidades do Sistema Internacional de Unidades (SI) com seus múltiplos e submúltiplos.

1. Comprimento – [m], [mm], [dm]

2. Volume – [l], [], []

3. Tempo – [s], [h]

4. Massa – [kg], [g], [ton]

5. Energia – [w], [J], [BTU]

Cronograma dos Conteúdos:

1.Mecânica Clássica;

2.Termofísica;

3.Óptica Geométrica;

4.Oscilações e Ondas;

5.Eletricidade.

OBF 2011

OBF 2011 CinemáticaConceitos e Definições:

A Cinemática é o estudo dos movimentos, sabemos que existem três movimentos bem conhecidos:

1. Movimento Retilíneo Uniforme (MRU);

2. Movimento Retilíneo Uniformemente Variável (MRUV);

3. Movimento Circular Uniforme (MCU).

OBF 2011Movimento Retilíneo Uniforme(MRU)

Podemos concluir que:

V = cte Movimento Retilíneo Uniformemente Variável (MRUV)

a = cteFórmulas utilizadas:

𝑣𝑚=∆𝑆∆ 𝑡

v=𝑣0+𝑎𝑡

𝑎𝑚=∆𝑉∆ 𝑡

s=𝑠0+𝑣𝑡

𝑣2=𝑣02+2𝑎∆𝑆

𝑠=𝑠0+𝑣0 𝑡+12𝑎𝑡2

OBF 2011Tipos de Energia:

1. Energia Térmica;

2. Energia Elétrica;

3. Energia Química;

4. Energia Mecânica;

5. Energia Eólica;

6. Energia Cinética;

7. Energia Potencial;

8. Energia Elástica.

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OBF 2011Energia Mecânica

A energia é constituída de um somatório de outras energias, sendo elas: Energia Cinética, Energia Potencial, Energia Química e Energia Elástica de Deformação.

A Conservação da Energia Mecânica, se refere:

Na Natureza nenhuma força é destruída, mas sim transformada em outra.

OBF 2011Calor e Temperatura.

Calor é o estado de agitação das partículas.

Temperatura é o grau de medida do calor.

OBF 2011Força Gravitacional.

É a relação entre forças de atração entre os corpos.

OBF 2011Fases da Lua.

OBF 2011

Métodos de Resolução e Dicas Importantes:

1.OBF 2010

2.OBF 2009

RESOLUÇÃO OBF 2009

OBF 2011

OBF 2011(OBF 2009) Um ciclista percorre um percurso plano em linha reta. A distância por ele percorrida em função do tempo está representada no gráfico a seguir.

Responda as questões de 06 a 07 usando os dados contidos no gráfico acima.

OBF 201106) (OBF 2009) Qual foi o deslocamento total do ciclista em seu percurso de 30 horas em relação ao ponto de partida:

a) 10 km

b) 5 km

c) -10 km

d) -15 km

e) 20 km

RESOLUÇÃO:

De oh até 10h ele andou 50 km.

De 10h a 13h ele ficou parado.

De 13h a 22h ele andou 45km.

De 22h a 27 h ele ficou parado.

De 27h a 30 ele andou 15km.

Distância = 50 – 45 - 15 = -10 km

LETRA C

Sem dúvida nenhuma o grande avanço da Astronomia se deu com a invenção do telescópio(luneta). O telescópio recebeu inicialmente vários nomes: “perspicillum” (Galileu Galilei), “instrumentum” (Johannes Kepler), ou comumente referido como “spyglass” algo como óculos espião ou vidro espião. A sua funcionalidade é obtida graças ao uso de um conjunto de no mínimo duas lentes. Um telescópio chamado de luneta de Kepler, cujo esquema básico está representado na figura a seguir, é formado por duas lentes convergentes, objetiva e ocular, de focos respectivos F1 e F2 com seus eixos ópticos alinhados sobre uma mesma reta. A lente que recebe a luz é chamada de objetiva e a outra denominada ocular.

OBF 2011

01) (OBF 2009) Qual dos fenômenos físicos abaixo explica o princípio de funcionamento da luneta de Kepler:

a) reflexão.

b) refração.

c) difração.

d) polarização.

e) dispersão.

RESOLUÇÃO:

Refração da Luz é o fenômeno óptico da variação da velocidade da luz ao passar de um meio para outro.

Lentes Convergentes.

LETRA B

OBF 2011

02) (OBF 2009) Pode se afirmar com absoluta certeza que feixes incidindo paralelos ao eixo óptico da objetiva:

a) convergirão para o ponto focal F1.

b) convergirão para o ponto focal F2.

c) convergirão para o ponto F1+F2 medido a partir da objetiva sobre o eixo óptico.

d) convergirão para o ponto 2F1 medido a partir da objetiva sobre o eixo óptico.

e) nesta particular situação os feixes não convergem para nenhum ponto.

RESOLUÇÃO:

Convergência no foco 1 da lente.

LETRA A

OBF 2011

𝐅𝟏

03) (OBF 2009) Quando temos a seguinte condição d=F1+F2 , podemos afirmar que:

a) os raios divergem com relação ao eixo óptico após atravessar a ocular.

b) os raios emergem paralelos ao eixo óptico após atravessar a ocular.

c) nesta particular situação os raios divergem ao atravessar a objetiva e não atingirão a ocular.

d) os raios serão focalizados no ponto d sobre o eixo óptico medido a partir da objetiva.

e) os raios convergirão ao atravessarem a ocular.

RESOLUÇÃO:

Todos os raios devem ser paralelos ao eixo do sistema e convergirão no foco 1.

LETRA B

OBF 2011

11) Uma bola maciça e praticamente indeformável tem uma densidade inferior à da água. Estando totalmente imersa, um mergulhador carrega-a desde as proximidades da superfície da água até tocá-la no fundo de uma piscina. O diagrama que melhor traduz a dependência entre a força de empuxo “E” sobre a bola como função da profundidade “y” da piscina, está melhor representado por:

RESOLUÇÃO:

Todo corpo imerso, total ou parcialmente,

em um fluido, fica sob ação de uma força vertical

ascendente, conhecida como EMPUXO.

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𝐸𝑀𝑃𝑈𝑋𝑂

𝑃𝐸𝑆𝑂

19) A figura representa um tanque com uma lâmina de água de espessura constante e as frentes de onda das ondas provocadas logo após uma pedra ter caído no ponto P desse tanque. As ondas geradas na superfície da água pela pedra movem-se de encontro a três obstáculos fixados ao tanque e que formam duas passagens. Depois de atravessarem as passagens, será possível observar os fenômenos de:

a) dispersão e refração.

b) difração e dispersão.

c) refração e interferência.

d) difração e refração.

e) difração e interferência.

RESOLUÇÃO:

Difração: um pulso passa de uma corda para outra.

Interferência: Dois pulsos propagam-se em direções opostas.

OBF 2011

𝐋𝐄𝐓𝐑𝐀𝐄

RESOLUÇÃO OBF 2010

OBF 2011

OBF 2011

LETRA B

OBF 2011

LETRA E

OBF 2011

OBF 2011

LETRA A

OBF 2011

LETRA C

OBF 2011

HORÁRIO DE ENTRADA: 13h 00 min.

MATERIAL: LÁPIS CANETA E BORRACHA.

TEMPO DE PERMANÊNCIA MÍNIMA: 90 minutos

TEMPO TOTAL DE PROVA: 4 horas.

OBF 2011

BOA SORTE !!!!!!!!!!!!!!!

“Nós estamos neste planeta e neste universo por pouco tempo,Os sonhos de uma vida inteira estão esperando, e esperamos que por pouco tempo agora”.

Michael Barnett, um físico do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley