Os enunciados originais em inglês estão disponíveis no site da competição. Seguem as traduções disponibilizadas pela IYPT Brasil. No caso de divergências, vale a versão do comitê internacional.
Atualizado por último no dia 7 de setembro de 2026 para adicionar o guia dos problemas 4, 5 e 9.
Guia dos problemas
Para cada problema, também publicaremos um pequeno compilado de informações para te guiar em uma análise preliminar. Mais serão adicionados em breve!
1. Invente você mesmo: Óculos de sol de orifícios
Investigue a disposição ideal de orifícios em uma película opaca para produzir óculos de sol que reduzam a intensidade da luz e ajudem a corrigir a miopia.
Por onde começar?
- Sugiro que monte uma câmera fotográfica de maneira bem simples, utilizando uma caixa de papelão, faça um pequeno furo em seu centro (pinhole) e projete a imagem em um papel vegetal atrás. Faça experimentos em um local escuro, para não interferir nos resultados.
- Faça mais de um furo na sua câmera e varie as distâncias entre eles. Quais distorções a imagem final sofre? Investigue também se formam mais de uma imagem?
- Quais são as melhores medidas de furos e sua disposição em um óculos, para que a pessoa com uma leve miopia consiga enxergar de forma clara. Os óculos corrigem totalmente ou apenas atenuam a miopia?
Fenômeno
2. Espectrômetro de disco
As trilhas de dados em mídias ópticas (por exemplo, CDs/discos Blu-ray) comportam-se como grades de reflexão-difração de alta qualidade. Quando iluminados, esses discos podem dispersar a luz em seus componentes espectrais. Construa um espectrômetro usando um disco óptico digital. Otimize o projeto para maximizar o poder de resolução e minimizar as aberrações ópticas.
Por onde começar?
- Qual o caminho que a luz percorre para formar esse padrão de cores? Por que as cores se separam? Investigue as interferências e a difração da luz ao passar pelas fendas pequenas.
- O que há nos data tracks (CDs, DVDs, Blu-ray) para a luz difratar ao passar por eles? A luz é refletida ou transmitida ao passar pela grade de difração? Existe algum data track que produz bandas de difração com menos aberrações ópticas?
- Quando a luz sofre a difração, ao observar o anteparo, vemos algumas partes com cores mais intensas e outras partes escuras. Por que isso ocorre? Qual é a relação entre a fonte de luz e o padrão de cores observado?
Fenômeno
3. Bola lesma
Uma esfera oca contém uma bola pesada e um fluido viscoso. O movimento de rolamento dessa esfera em um plano inclinado é irregular e surpreendentemente lento. Explique e investigue esse efeito.
Por onde começar?
- Para construir o aparato, tente usar uma bola de acrílico transparente (do tipo que é usado para fazer ornamentos DIY de natal) como bola externa e tente usar apenas o líquido viscoso. O fenômeno ainda acontece?
- Tente variar a quantidade de líquido viscoso na bola. Será que uma bola completamente cheia ainda rola lentamente? E uma apenas um pouco cheia?
- Existe algum padrão específico para o movimento? Os intervalos de “pausa” da esfera são regulares?
Fenômeno
4. Capacitor cantante
Certos tipos de capacitores cerâmicos emitem um som audível quando uma tensão alternada é aplicada entre seus terminais. Investigue as características do som produzido e como elas dependem de parâmetros relevantes, como tensão, frequência e propriedades do capacitor.
Por onde começar?
- De onde vem o som emitido pelo capacitor de cerâmica quando submetido à uma tensão? De que forma esse fenômeno se conecta com o efeito pizoelétrico?
- Qual a propriedade de materiais de cerâmica que permite a ocorrência do fenômeno? O Capacitor Cantante poderia ser observado caso utilizássemos capacitores de outros tipos?]
- O que ocorre com as características do som emitido pelo capacitor caso variássemos a voltagem e a composição do capacitor?
Fenômeno
5. Pêndulo em forma de Y
Construa um pêndulo de Bowditch (um pêndulo cujas cordas formam um “Y”). Investigue como os padrões de Lissajous gerados pela massa oscilante* dependem de parâmetros relevantes.
* No enunciado original, “bob”, que traduz mais literalmente para “massa que boia”. Em outras palavras, massa cuja posição oscila para cima e para baixo.
Por onde começar?
- Por que o pêndulo precisa ser em formato de Y? Qual é a diferença de seu movimento harmônico para um movimento harmônico de um pêndulo simples?
- A figura de Lissajous formada é constante? Como ela varia ao longo do tempo?
- Muitos experimentos com o pêndulo de Blackburn usam areia como forma de demarcar a figura criada. Por conta disso, o peso do pêndulo diminui ao longo do tempo. Como isso afeta o fenômeno?
Fenômeno
6. Vendo o som
Uma fina membrana de borracha é esticada sobre uma estrutura circular e vibrada por um alto-falante. Um pequeno espelho é fixado à membrana, e um feixe de laser é refletido por ele em uma tela distante. Sob certas condições, o ponto do laser traça padrões geométricos complexos, estáticos ou em evolução. Investigue a relação entre os parâmetros de excitação, as propriedades da membrana e os padrões de luz resultantes.
Por onde começar?
- Construa o aparato e divirta-se! Quais padrões você consegue descobrir alterando o som e a que conclusões preliminares você pode chegar?
- Tente analisar o comportamento dos padrões com a mistura de ondas sonoras simples, como ondas senoidais (um resultado importantíssimo da matemática é que qualquer onda sonora pode ser decomposta em ondas senoidais -> a transformada de Fourier!)
- Se o alto-falante fosse colocado no vácuo – ou seja, onde o som não pode se propagar – será que o fenômeno ainda ocorreria?
Fenômeno
7. Funil afundando
Quando um funil de haste longa e suficientemente pesado é lançado verticalmente na água com a haste apontando para baixo, ele sofre uma série de oscilações verticais amortecidas enquanto afunda gradualmente. Investigue o movimento e a estabilidade do funil em afundamento e as condições sob as quais ele tomba.
Por onde começar?
- Pelo aparato experimental não ser complexo, você pode começar com um funil qualquer para a observação do fenômeno;
- Por que que o funil sofre as oscilações verticais? Quais parâmetros influenciam a oscilação? Você consegue observar algum padrão ou alguma tendência no período e na intensidade das oscilações?
- Por que que o funil pode tombar (conceitos importantes relacionados a flutuabilidade e a estabilidade são centro de empuxo, centro de gravidade e metacentro)? Quais parâmetros influenciam esse fenômeno?
- O Problema 6 da IYPT 2020 (“Saxon Bowl“) é parecido com esse problema, talvez seja bom dar uma olhada no que já foi investigado (há materiais sobre a IYPT 2020 disponíveis na internet!)
Fenômeno
8. Disco direcionado para cima
Um disco circular está suspenso pelo ponto onde é encaixado entre duas rodas, permitindo que oscile livremente como um pêndulo. Uma das rodas é acionada por um motor, exercendo assim uma força ascendente sobre o disco. Investigue o movimento do disco.
9. Bokeh fotográfico
O bokeh é um efeito observado em fotografias que mostram objetos a diferentes distâncias da câmera e apresentam áreas nítidas e desfocadas. Se uma fenda for colocada em frente à lente da câmera, a imagem poderá apresentar distorções anisotrópicas incomuns nas áreas desfocadas, enquanto as áreas em foco permanecerão nítidas e sem distorção. Investigue como as propriedades e a nitidez das imagens resultantes dependem de parâmetros relevantes.
Por onde começar?
- Investigue o efeito Bokeh. Com uma câmera, fotografe objetos variando a distância e comprimento do diafragma da câmera e analise a nitidez das imagens.
- De que forma o formato do diafragma da câmera altera a imagem final? Construa fendas de variados formatos e utilize-as para tirar fotos.
- Pesquise conceitos de círculo de confusão e profundidade de campo. Por que o efeito Bokeh acontece? Qual a influência da distância entre objeto e câmera e distância focal no fenômeno?
Fenômeno
10. Vórtice de ar
Coloque um pequeno ímã em forma de haste no fundo de um recipiente cheio de líquido e faça-o girar usando um agitador magnético. Acima de uma certa velocidade de rotação, forma-se um fino canal de ar que se estende da superfície do líquido até o próprio ímã em rotação. Investigue e explique esse fenômeno.
Por onde começar?
- Construa o aparato e analise a evolução do vórtice. Por que o movimento do agitador magnético no fundo do recipiente gera um vórtice de ar em todo o líquido?
- Apesar de que o agitador magnético se movimente no fundo do recipiente, o vórtice é maior na superfície do líquido e se estreita conforme o aumento de profundidade. Qual é a explicação para essa observação?
- Existe uma velocidade mínima para a ocorrência do fenômeno? Explore de que forma o volume de fluido, altura do recipiente, massa do agitador e tipo de fluido impactam a velocidade mínima.
Fenômeno
11. Isolamento acústico
O isolamento acústico de uma sala pode ser comprometido se a porta não for fechada corretamente, mesmo que a abertura seja insignificante. Investigue como o formato e o tamanho de uma pequena abertura afetam a transmissão do som.
12. Truque da linha pontilhada
Em certas condições, quando um pedaço de giz é arrastado sobre um quadro-negro, o traço resultante não é uma linha contínua, mas uma sequência periódica de pontos, mesmo que o movimento seja ininterrupto. Isso pode acontecer com outros materiais e superfícies de escrita. Investigue os parâmetros físicos que regem esse fenômeno.
Por onde começar?
- Comece já se divertindo com o fenômeno (há múltiplos vídeos na internet demonstrando como fazer o truque)! A partir dessa observação do fenômeno, o que poderia está causando-o?
- Tente investigar (com a experimental informal citada) como os parâmetros físicos afetam o pontilhado (distância ente os pontos principalmente)
- Há condições limites para o acontecimento do fenômeno (velocidade mínima, dimensões físicas do giz, rugosidade da superfície, ângulo de ataque, etc)?
- O Problema 11 da IPT 2022/2023 (“The chalk trick“) é parecido com esse problema, talvez seja bom dar uma olhada no que já foi investigado (há materiais sobre a IPT 2022/2023 disponíveis na internet!)
Fenômeno
13. Pêndulo de vórtice
Um pêndulo com uma massa cilíndrica orientada verticalmente está suspenso acima de um canal de água corrente. Quando a massa está parcialmente submersa, a correnteza pode fazer com que o pêndulo oscile em uma direção perpendicular à correnteza. Explique esse fenômeno e determine como ele depende dos parâmetros relevantes.
Por onde começar?
- Da onde o movimento perpendicular surge? analise o movimento do fluido após o contato com o pêndulo (um conceito importante relacionado com o fenômeno o “vortex shedding“, e como o número de Strouhal e o número de Reynolds estão relacionados com ele
- Monte um aparato experimental tente achar padrões no movimento do pêndulo. Uma dica para analisar o movimento do fluido é adicionar corante a água.
- Como é o movimento do pêndulo? é periódico? como ele varia em relação a velocidade da água? os parâmetros do pêndulo são significantes para seu movimento?
- Como o fenômeno iria se diferir caso fosse usado um fluido altamente viscoso?
Fenômeno
14. Vermes não newtonianos
Um fluido não newtoniano dilatante (por exemplo, uma suspensão de água e amido de milho) é vibrado verticalmente em um reservatório. Quando certas condições são atendidas, estruturas vermiformes que se elevam a partir da superfície podem se formar. Explique e investigue esse fenômeno.
15. Bebida gelada
Uma lata ou garrafa de bebida à temperatura ambiente pode ser resfriada em um recipiente com gelo. A adição de sal e álcool ao gelo pode aumentar a taxa de resfriamento e afetar a temperatura final da bebida. Investigue como os parâmetros relevantes afetam a temperatura mínima alcançável e a taxa máxima de resfriamento.
16. Carrossel magnético
Vários ímãs de neodímio estão fixados a um disco horizontal, com os ímãs adjacentes orientados em direções opostas. Uma placa fixa não magnética é colocada horizontalmente acima do disco. Quando o disco gira em torno de seu eixo vertical e uma esfera de aço é colocada sobre a placa, a esfera pode se mover tanto na mesma direção quanto na direção oposta à rotação do disco. Investigue esse fenômeno e determine como o movimento depende dos parâmetros relevantes.
Por onde começar?
- Quando giramos o carrossel de ímãs lentamente, a bola apenas translada, acompanhando o movimento do disco. Mas se girarmos os discos mais rapidamente, a bola começa a rotacionar também em torno de seu eixo, tendo que existir alguma força horizontal, tipo um ‘atrito’. Como surge essa força? Qual é a relação da rotação da bola com as suas propriedades?
- Investigue as forças que fazem a esfera rotacionar e transladar. Existe algum intervalo de frequência do disco em que a bolinha, ao realizar o movimento, fica parada em alguns pontos?
- Como os ímãs influenciam a bola, um material ferromagnético, sem o contato direto entre eles? Como que o campo magnético do ímã induz uma força no material?
Fenômeno
17. Capa de livro caindo
Um livro é colocado na horizontal e a capa parcialmente aberta é deixada cair. Investigue o movimento da capa em queda.
Por onde começar?
- Quais são os efeitos do peso e área da capa no fenômeno?
- Existe uma velocidade crítica para a ejeção do ar?
- Existe um ângulo mínimo para que o fenômeno ocorra?
Fenômeno
Link: https://doi.org/10.1119/5.0106926 (American Journal of Physics; “Como o ar desalecera a queda de um livro”)