OBF 2008

1ª fase · 8ª série (atual 9º ano)

Olimpíada Brasileira de Física · 20 questões objetivas · arquivo histórico.

Q01
Conversão — Velocidade orbital da Terra

No seu movimento de translação, a Terra se movimenta em torno do Sol com uma velocidade média de 30,0 km/s. Esta velocidade, em km/h, é igual a:

A)1,08.10⁶.
B)1,08.10².
C)1,08.10³.
D)1,08.10⁵.
E)1,08.10⁴.

Gabarito oficial: D.

Resolução comentada · Método TEF

Multiplique km/s por 3600.

$$30(3600)=108000\ \mathrm{km/h}=1{,}08\times10^5\ \mathrm{km/h}$$

Alternativa correta: D.

Q02
Aceleração — Queda próxima à superfície

Um corpo cai, nas proximidades da superfície da Terra, com uma aceleração aproximadamente igual a 9,8 m/s². Podemos dizer que nessa queda, este corpo:

A)percorre, em 2,0 segundos, o dobro da distância que percorreu em 1 segundo.
B)aumenta, em 9,8 m, a distância percorrida em cada segundo.
C)aumenta a sua velocidade em 4,9 m/s a cada segundo.
D)aumenta a sua velocidade em 9,8 m/s a cada segundo.
E)aumenta em 4,9 m a distância percorrida em cada segundo.

Gabarito oficial: D.

Resolução comentada · Método TEF

Uma aceleração de 9,8 m/s² representa variação de 9,8 m/s na velocidade por segundo, no sentido da aceleração. As distâncias percorridas em segundos sucessivos não são iguais.

Alternativa correta: D.

Q03
Inércia — Força resultante nula

A seguir são feitas algumas considerações a respeito da propriedade física chamada inércia. I- um corpo em movimento parará quando a força resultante que o impele tornar-se nula. II- um corpo em repouso permanecerá em repouso se nenhuma força resultante estiver atuando sobre ele. III- Não é possível mudar a velocidade de um corpo na ausência de forças externas. Está correto apenas o que se afirma em:

A)II.
B)I e III.
C)II e III.
D)I e II.
E)I.

Gabarito oficial: C.

Resolução comentada · Método TEF

Se a resultante externa é nula, a velocidade permanece constante. Isso inclui repouso e movimento retilíneo uniforme; uma resultante é necessária para mudar a velocidade.

Alternativa correta: C.

Q04
Peso — Astronauta em Marte

Na Terra, um astronauta tem peso de 900 N. Em Marte, seu peso seria em torno de 300 N. Isto ocorreria porque:

A)o volume de Marte equivale a aproximadamente 1/3 do volume terrestre.
B)em Marte, a força de atração da gravidade é cerca de 1/3 da da Terra.
C)a densidade de Marte é 3 vezes menor que a da Terra.
D)o raio médio de Marte é 3 vezes menor que o terrestre.
E)em Marte, a inércia é reduzida a 1/3 da inércia na Terra.

Gabarito oficial: B.

Resolução comentada · Método TEF

O peso é P = mg. Para a mesma massa, um terço do peso corresponde a um terço da aceleração gravitacional local. A massa e a inércia do astronauta não mudam.

Alternativa correta: B.

Q05
Gráfico posição-tempo — Ciclistas

A estrada que liga duas cidades tem marcos quilométricos cuja contagem se inicia na cidade de Santo Anjo e que terminam, 70 km adiante, na cidade de São Basílio. Antônio (

Posições de Antônio e Benedito de 0 a 6 horas em estrada de 70 km.
A)I e IV.
B)II e IV.
C)I e III.
D)II e III.
E)I, II e IV.

Gabarito oficial: E.

Resolução comentada · Método TEF

No gráfico, os ciclistas começam em instantes diferentes; Benedito não alcança o marco zero no intervalo mostrado; quando ele cruza Antônio, a linha deste é horizontal, indicando repouso. A maior inclinação não confirma III.

Alternativa correta: E.

Q06
Convecção — Transferência em fluidos

A convecção é uma forma de transferência de calor que pode ocorrer apenas:

A)nos sólidos.
B)nos líquidos.
C)nos fluídos.
D)no vácuo.
E)nos gases.

Gabarito oficial: C.

Resolução comentada · Método TEF

Convecção envolve transporte de energia associado ao movimento macroscópico do material. Ela ocorre em fluidos, que incluem líquidos e gases.

Alternativa correta: C.

Q07
Radiação — Energia solar

A energia recebida do Sol e que aqui se transforma em calor, chega até a Terra através:

A)das ondas de ultra-som emitidas continuamente pelo Sol.
B)das ondas eletromagnéticas.
C)da propagação de partículas expulsas pelo Sol.
D)da condução do calor através do espaço sideral.
E)apenas das ondas luminosas.

Gabarito oficial: B.

Resolução comentada · Método TEF

A energia solar atravessa o espaço por radiação eletromagnética, que pode propagar-se no vácuo. Ela inclui luz visível e outras faixas do espectro.

Alternativa correta: B.

Q08
Transformações — Aparelhos

Na primeira coluna estão relacionadas algumas transformações de energia e na segunda, aparelhos em cujo funcionamento uma dessas transformações é predominante. Relacione corretamente os aparelhos indicados na segunda coluna com a respectiva transformação de energia, escrevendo, nos parênteses, o número adequado. ( 1 ) energia elétrica em energia luminosa ( ) pilha ( 2 ) energia elétrica em energia mecânica ( ) célula fotoelétrica ( 3 ) energia luminosa em energia elétrica ( ) gerador de uma usina hidrelétrica ( 4 ) energia química em energia elétrica ( ) barbeador ( 5 ) energia mecânica em energia elétrica ( ) lâmpada A seqüência numérica correta da segunda coluna é:

A)4-3-5-2-1
B)3-4-5-2-1
C)4-5-3-1-2
D)3-2-4-1-5
E)2-4-3-1-5

Gabarito oficial: A.

Resolução comentada · Método TEF

Pilha transforma energia química em elétrica; célula fotoelétrica, luminosa em elétrica; gerador, mecânica em elétrica; barbeador, elétrica em mecânica; lâmpada, elétrica em luminosa. Sequência: 4–3–5–2–1.

Alternativa correta: A.

Q09
Peso e massa — Dinamômetro

Ao medir o peso de um objeto com um dinamômetro, num local onde a aceleração da gravidade foi considerada 10,0 m/s², um técnico encontrou o valor de 7,00 N. A massa desse objeto, em gramas, era mais próxima de:

A)700.
B)70,0.
C)7,00.
D)7000.
E)70000.

Gabarito oficial: A.

Resolução comentada · Método TEF

Use P = mg e converta quilogramas em gramas.

$$m=7/10=0{,}7\ \mathrm{kg}=700\ \mathrm g$$

Alternativa correta: A.

Q10
Segunda lei — Força e aceleração

Tomando como referência as grandezas físicas que se relacionam através da segunda lei de Newton, pode-se dizer que, para um corpo de determinada massa, existe uma relação de proporção direta entre:

A)sua massa e a sua velocidade.
B)a força aplicada para que ele esteja em movimento e sua velocidade.
C)seu peso e sua velocidade.
D)sua massa e a sua aceleração.
E)a força aplicada para que ele esteja em movimento e sua aceleração.

Gabarito oficial: E.

Resolução comentada · Método TEF

Para massa fixa, a força resultante é proporcional à aceleração: Fᵣ = ma. A força não é proporcional à velocidade apenas por o corpo estar em movimento.

Alternativa correta: E.

Q11
Queda livre — Energia mecânica

Considere um corpo caindo em queda livre de um local próximo da superfície da Terra e analise as seguintes afirmações: I – À medida em que o corpo cai, aumenta sua energia cinética e diminui sua energia potencial gravitacional. II – A soma da energia cinética e da energia potencial gravitacional do corpo permanece constante durante a sua queda. III- No movimento em questão, o peso atua como uma força dissipativa de energia. Está correto o que se afirma em:

A)I e II apenas.
B)II apenas.
C)I apenas.
D)I e III apenas.
E)I, II e III.

Gabarito oficial: A.

Resolução comentada · Método TEF

Em queda livre sem resistência do ar, a energia potencial diminui enquanto a cinética aumenta. A soma permanece constante; o peso é força conservativa.

Alternativa correta: A.

Q12
Volume e massa — Mililitro de água

Um recipiente com 1 dm³ de capacidade pode conter um litro de líquido. Sob determinadas condições, a água contida nesse recipiente terá massa de 1 kg. Nessas condições, 1 mililitro de água terá massa, em gramas, igual a:

A)0,001.
B)0,0001.
C)0,01.
D)1.
E)0,1.

Gabarito oficial: D.

Resolução comentada · Método TEF

Um litro corresponde a 1000 mL e, nas condições dadas, tem massa de 1000 g.

$$m_{1mL}=1000/1000=1\ \mathrm g$$

Alternativa correta: D.

Q13
Equinócios — Orientação terrestre

Durante o ano, existem dois dias em que o período diurno e o período noturno têm igual duração. Esses dois dias ocorrem porque neles:

A)o plano que contém o equador terrestre fica paralelo ao plano de translação da Terra.
B)o plano de órbita da Terra coincide com um plano perpendicular ao eixo terrestre.
C)o plano que contém o equador terrestre fica perpendicular ao plano de translação terrestre.
D)a linha imaginária que liga o Sol à Terra apresenta um comprimento mínimo.
E)o eixo de rotação da Terra fica perpendicular à linha imaginária que une o Sol à Terra.

Gabarito oficial: E.

Resolução comentada · Método TEF

Nos equinócios, a direção Terra–Sol é perpendicular ao eixo de rotação, dividindo aproximadamente cada paralelo em metades diurna e noturna.

Alternativa correta: E.

Q14
Função horária — Velocidade inicial e aceleração

A equação horária de um dado movimento em que x representa a posição dele e t o instante de tempo é x = 40 t – 5 t² em unidades do Sistema Internacional. Pode-se concluir que os valores da velocidade inicial e da aceleração do movimento são respectivamente iguais a:

A)20 m/s e 5 m/s².
B)40 m/s e 5 m/s².
C)20 m/s e 10 m/s².
D)40 m/s e 10 m/s².
E)10 m/s e 5 m/s².

Gabarito oficial: D.

Resolução comentada · Método TEF

A interpretação e as hipóteses usadas são explicadas na resolução.

Compare x = 40t − 5t² com x = x₀ + v₀t + at²/2.

$$v_0=40\ \mathrm{m/s}$$

$$a=-10\ \mathrm{m/s^2}$$

O módulo é 10 m/s², valor usado nas opções.

Alternativa correta: D.

Q15
Velocidade média — Trajeto em tempos diferentes

Viajando entre duas cidades, usualmente um veículo gasta 2 horas e meia para ir de uma a outra mantendo uma velocidade média de 90 km/h. Num dia de tráfego mais intenso esse percurso demorou 3 horas. Neste caso, a velocidade média do veículo, em km/h, foi igual a:

A)70 .
B)68.
C)75.
D)80.
E)85.

Gabarito oficial: C.

Resolução comentada · Método TEF

A distância é 90 × 2,5 = 225 km.

$$v_m=225/3=75\ \mathrm{km/h}$$

Alternativa correta: C.

Q16
Órbita — Estação espacial

Sobre uma estação espacial em órbita em torno da Terra é correto afirmar que:

A)ela fica sujeita a uma força resultante apontada para o centro daTerra.
B)os astronautas, no seu interior, ficam independentes da força da gravidade terrestre.
C)a força gravitacional sobre a estação é nula, pois ela está no vácuo.
D)ela fica sujeita a uma aceleração constante tangente à trajetória.
E)necessariamente ela deve dar uma volta em torno da Terra em um período igual ao de 1 dia terrestre.

Gabarito oficial: A.

Resolução comentada · Método TEF

A estação está em queda livre orbital: a gravidade fornece resultante dirigida aproximadamente para o centro da Terra e muda a direção da velocidade.

Alternativa correta: A.

Q17
Volume — Grãos de arroz

Uma colher contém 50 grãos de arroz que ocupam um volume igual a 8000 mm³, o que nos permite dizer que um único grão de arroz ocupa, em média, juntamente com o espaço vazio à sua volta, um volume igual a 160 mm³. Para formar uma camada de 20 cm de altura em uma superfície quadrada de 0,200 km de lado serão necessários em torno de:

A)5.10⁸ grãos de arroz.
B)5.10¹⁰ grãos de arroz.
C)5.10⁶ grãos de arroz.
D)5.10⁷ grãos de arroz.
E)5.10⁵ grãos de arroz.

Gabarito oficial: B.

Resolução comentada · Método TEF

A área é 200 m × 200 m e a camada tem 0,20 m.

$$V=8000\ \mathrm{m^3}=8\times10^{12}\ \mathrm{mm^3}$$

$$N=8\times10^{12}/160=5\times10^{10}$$

Alternativa correta: B.

Q18
Interação Terra–Lua — Forças e marés

Analise cada uma das afirmações feitas a respeito da atração gravitacional. I – como a Terra tem mais massa que a Lua, a Terra atrai mais a Lua do que a Lua atrai a Terra II – A força de atração da Lua sobre a Terra é uma das responsáveis pelos fenômenos de maré que diariamente se observam nas regiões litorâneas. III – Como a aceleração gravitacional na superfície lunar é aproximadamente igual à sexta parte da aceleração gravitacional na superfície terrestre, os corpos lá, caem, da mesma altura, em um tempo seis vezes menor. Está correto o que se afirma:

A)apenas em II e III.
B)apenas em II.
C)apenas em I e III.
D)apenas em I.
E)apenas em III.

Gabarito oficial: B.

Resolução comentada · Método TEF

As forças entre Terra e Lua têm mesmo módulo e sentidos opostos. A atração lunar contribui para marés. Na Lua, gravidade menor torna maior o tempo de queda da mesma altura.

Alternativa correta: B.

Q19
Rendimento — Motor elétrico

Diz-se que um dispositivo capaz de transformar 1J de energia em um intervalo de tempo de 1s tem uma potência igual a 1 W (1 watt). Um fabricante de um motor elétrico especifica que, quando em funcionamento, este motor tem um consumo correspondente a 1kW (quilowatt) e desenvolve uma potência mecânica igual a 0,5 CV (cavalo-vapor). Admitindo que 1CV corresponda a 750 W, pode-se concluir que esse motor converte, em energia mecânica, _____ da energia elétrica utilizada. A lacuna fica completada corretamente com o valor contido na opção:

A)50%
B)75 %
C)62,5%
D)25%
E)37,5%

Gabarito oficial: E.

Resolução comentada · Método TEF

A potência mecânica é 0,5 × 750 = 375 W.

$$\eta=375/1000=0{,}375=37{,}5\%$$

Alternativa correta: E.

Q20
Consumo — Chuveiro no mês

Um ferro elétrico de potência igual a 1 kW, quando ligado por uma hora, consome energia elétrica cujo custo equivale a R$ 0,40. Um chuveiro elétrico cuja potência é de 6500 W, fica ligado durante 15min para o banho de cada um dos quatro moradores de uma casa, todos os dias, durante um mês de trinta dias. O gasto de energia elétrica dessa casa, apenas com o funcionamento do chuveiro, é igual a:

A)R$19,50
B)R$39,00
C)R$78,00
D)R$58,50
E)R$97,50

Gabarito oficial: C.

Resolução comentada · Método TEF

Quatro banhos de 15 min somam 1 h por dia ou 30 h no mês.

$$E=6{,}5(30)=195\ \mathrm{kWh}$$

$$C=195(0{,}40)=R\$78{,}00$$

Alternativa correta: C.

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