OLIMPADA BRASILEIRA DE FSICA 2013

OLIMPADA BRASILEIRA DE FSICA 2013

ATIVIDADES PARALELAS Concurso de Problemas

FICHA DE INSCRIO

Dados do Professor

Nome: JOO HENRIQUE MOREIRA SANTOSEscola onde leciona: COLGIO NOSSA SENHORA DA CONCEIOPROBLEMAS E RESOLUESNVEL II Ensino Mdio - 1 e 2 sries

O texto abaixo se refere s questes 01 e 02

Em um local bem distante do centro urbano de Salvador foram instalados, em uma residncia, 10 placas fotovoltaicas para gerao de energia eltrica. Cada placa tinha uma eficincia de 15% e rea de 1,2m.Imagine que em um dia, nesse local, o Sol iluminou as placas por cerca de 10h com um intensidade solar mdia de 800W/m.

Questo 01

Qual a energia (em kWh) gerada em 10h pelas placas fotovoltaicas?

a) 7,2

b) 10,0

c) 12,8

d) 14,4

e) 12,8

RESOLUO

Intensidade = Potncia / rea; rea total = 1,2 x 10 = 12 m

800 W/m = Pot / 12m, Logo Pot = 9600W (100%)

Eficincia = Ptil / Ptotal ( 0,15 = Ptil/ 9600W Ptil = 1440W = 1,44 kW

Potncia = Energia / Tempo 1,44kW = Energia / 10h Energia = 14,4 kWhQuesto 02

Se toda a energia fornecida pelas placas fotovoltaicas for usada para aquecer 1000 litros de gua que esto em uma caixa dgua, qual a variao da temperatura em Kelvin?

Dados:

Calor especfico da gua 4x10 J/kgC;

Densidade da gua = 103 kg/m3 1 kWh = 3,6x106 J

Desprezeatroca de calor entrea gua e o recipiente

a) 10,50

b) 12,96

c) 14,48

d) 17,00

e) 18,90

RESOLUO

Como 1kWh = 3,6x106J , 14,4 kWh ser igual 51,84x106J (calor)

1 m de gua = 1000Litros.

Como densidade = massa / Volume ( 10 kg / m = massa / 1m Logo massa(m) = 10 kg Calor sensvel (Qs) = m. c. ( 51,84x106 = 10. 4.10. ;

= 12,96C = Kelvin = 12,96 K NVEL III Ensino Mdio- 3 srie Ensino Tcnico- 4 srie

Questo 03

AUsina Hidreltrica de Xingest localizada entre os estados deAlagoaseSergipe e instalada no Rio So Francisco, principal rio daregio nordestina. Sua capacidade de gerao de energia de aproximadamente 3150 MW e seu desnvel de 140m. A energia potencial da queda da gua transformada em cintica, fazendo as turbinas girarem e conduzir praticamente toda a energia para os geradores. Supondo um aproveitamento de 100% da energia hdrica, qual valor da vazo em m por segundo da gua nas turbinas da usina?

Dados: densidade da gua = 103 kg/m3.

a) 2250

b) 2700

c) 3000

d) 3500

e) 4200

RESOLUO

Potncia = trabalho / Tempo ( Pot = m.g.h/t; sendo d = massa(m) / Volume(V); vem m = d.V

Portanto, Pot = d.V.g.h/ t, mas V/ t = vazo(Z)

Logo, Pot = d.Z.g.h ( 3150x106 = 10.Z.10.140

Ento Z = 3150x106 /14.10 ( Z = 2250 m/sNVEL I Ensino fundamental - 8 e 9 anos

NVEL II Ensino Mdio - 1 e 2 sries

Questo 04

A energia solar pode ser tambm aproveitada atravs de calhas parablicas que utilizam os raios do Sol para aquecer algum fluido. A calha parablica o mais avanado dos sistemas concentradores e dotada de um refletor de perfil parablico que foca a radiao solar em um coletor linear localizado no________ da parbola. Ela orientada na direo Leste Oeste, de forma a assegurar radiao durante todo o dia e seu principio de funcionamento nos remete ao espelho ________. Devido ao perfil parablico possvel conseguir concentraes entre 30 e 100 vezes a radiao normal do Sol, o que proporciona temperaturas superiores a 400o C. Assinale a alternativa que completa as lacunas no texto.

a) Centro de curvatura; plano.

b) Centro de curvatura; esfrico convexo.

c) Centro de Curvatura; esfrico cncavo.

d) Foco; espelho convexo.

e) Foco; espelho cncavo.

NVEL I Ensino fundamental - 8 e 9 anos

NVEL II Ensino Mdio - 1 e 2 sries

Questo 05

Sendo uma ligeira brisa ou uma terrvel tempestade, o vento est sempre presente em toda a atmosfera. Ele geralmente ocorre devido a uma diferena de temperatura nas camadas de ar aquecidas pelo Sol. A energia retirada da fora dos ventos chamada energia elica. Essa energia nada mais que a energia cintica do ar em movimento. Aqui no Brasil, pequenas turbinas ou hlices de 1,5 a 10 kW usadas para transformao de energia custam trs vezes menos que geradores fotovoltaicos.

Imagine que uma turbina de 2 kW esteja em pleno funcionamento e opere durante o intervalo de 1h do dia. Qual o valor da Energia fornecida pelo vento a essa turbina?

a) 1,2x 103 J

b) 2,4 x 104 J

c) 6,4 x 105J

d) 7,2 x 106J

e) 8,0 x 106 J

RESOLUO

2 kW = 2000W = 2000 J/s

Potncia = Energia / tempo

2000 J/s = Energia / 3600s

Energia = 7,2 x106J