Questões de Física - IME 2010

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Questão
2010Física

(IME 2010) Um raio de luz monocromática incide em um líquido contido em um tanque, como mostrado na figura. O fundo do tanque é espelhado, refletindo o raio luminoso sobre a parede posterior do tanque exatamente no nível do líquido. O índice de refração do líquido em relação ao ar é:

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(IME 2010) Um soldado em pé sobre um lago congelado (sem atrito) atira horizontalmentecom uma bazuca. A massa total do soldado e da bazuca é 100 kg e a massa do projétil é 1 kg.Considerando que a bazuca seja uma máquina térmica com rendimento de 5% e que o calorfornecido a ela no instante do disparo é 100 kJ, a velocidade de recuo do soldado é, em m/s:

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(IME 2010) No interior da Estação Espacial Internacional, que está em órbita em torno da Terra a uma altura correspondente a aproximadamente 5% do raio da Terra, o valor da aceleração da gravidade é:

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A figura apresenta, esquematicamente, uma lente convergente de distância focal f posicionadano plano de transição entre o vácuo e um material de índice de refração n. O fator deampliação (tamanho da imagem dividido pelo tamanho do objeto) de um objeto muito pequeno(se comparado com as dimensões da lente) colocado a uma distância p da lente é:

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(IME/2010) A figura composta por dois materiais sólidos diferentes A e B apresenta um processo de condução de calor, cujas temperaturas não variam com o tempo. É correto afirmar que a temperatura da interface desses materiais, em kelvins, é: Observações: - Temperatura da interface do material A com o meio externo - Temperatura da interface do material B com o meio externo -  Coeficiente de condutividade térmica do material A - Coeficiente de condutividade térmica do material B

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(IME/2010) A figura mostra duas barras AC e BC que suportam, em equilíbrio, uma força  aplicada no ponto  Para que os esforços nas barras AC e BC sejam, respectivamente, 36 N (compressão) e 160 N (tração), o valor e o sentido das componentes vertical e horizontal da força F devem ser:   Observação: Despreze os pesos das barras e adote    

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(IME/2010) Um soldado em pé sobre um lago congelado (sem atrito) atira horizontalmente com uma bazuca. A massa total do soldado e da bazuca é 100 kg e a massa do projétil é 1 kg. Considerando que a bazuca seja uma máquina térmica com rendimento de 5% e que o calor fornecido a ela no instante do disparo é 100 kJ, a velocidade de recuo do soldado é, em m/s,

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(IME 2010)  A figura acima apresenta duas massas = 5 kg e = 20 kg presas por um fio que passa por uma roldana. As massas são abandonadas a partir do repouso, ambas a uma altura h do solo, no exato instante em que um cilindro oco de massa m = 5 kg atinge com velocidade v = 36 m/s, ficando ambas coladas. Determine a altura h, em metros, para que  chegue ao solo com velocidade nula. Dado:  Aceleração da gravidade:    Observação:  A roldana e o fio são ideais.   

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(IME 2010)  A figura acima apresenta um cilindro que executa um movimento simultâneo de translação e rotação com velocidades constantes no interior de um tubo longo. O cilindro está sempre coaxial ao tubo. A folga e o atrito entre o tubo e o cilindro são desprezíveis. Ao se deslocar no interior do tubo, o cilindro executa uma rotação completa em torno do seu eixo a cada 600 mm de comprimento do tubo. Sabendo que a velocidade de translação do cilindro é 6 m/s, a velocidade de rotação do cilindro em rpm é: 

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(IME 2010) Um observador e uma fonte sonora de frequência constante movem-se, respectivamente, segundo as equações temporais projetadas nos eixos X e Y:  Observação:  A velocidade de propagação da onda é muito maior que as velocidades do observador e da fonte. Com relação ao instante t (0 ≤ t , o observador perceberá uma frequência: 

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(IME 2010)  Uma lente convergente de distância focal f situa-se entre o objeto A e a tela T, como mostra a figura acima.  Sendo L a distância entre o objeto e a tela, considere as seguintes afirmativas:  I. Se L > 4f, existem duas posições da lente separadas por uma distância  , para as quais é formada na tela uma imagem real.  II. Se L , existe apenas uma posição da lente para a qual é formada na tela uma imagem real.   III. Se L = 4f, existe apenas uma posição da lente para a qual é formada na tela uma imagem real.  

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(IME 2010) A figura acima apresenta um perfil metálico AB, com dimensões AC = 0,20 m e CB = 0,18 m, apoiado em C por meio de um pino sem atrito. Admitindo-se desprezível o peso do perfil AB, o valor da força vertical F, em newtons, para que o sistema fique em equilíbrio na situação da figura é:   Dados: sen(15º) = 0,26 cos(15º) = 0,97 

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(IME 2010) A figura acima apresenta um pequeno corpo de massa m em queda livre na direção do centro de um planeta de massa M e de raio r sem atmosfera, cujas superfícies distam D. É correto afirmar que a aceleração do corpo  Observações: D >> r;   M >> m;  

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(IME 2010) A figura acima apresenta um circuito composto por dois solenoides com resistências desprezíveis e dois resistores de 2 Ω ligados a uma bateria. Uma corrente é induzida em uma espira situada entre os dois solenoides quando esta se desloca da direita para a esquerda, a partir da posição equidistante em relação aos solenoides. Sabendo-se que as influências mútuas dos campos magnéticos no interior de cada solenoide são desprezíveis, pode-se afirmar que o valor da tensão da bateria em volts e o sentido da corrente induzida na espira para o observador são: Dados: Campo magnético no interior de cada solenoide:  Permeabilidade magnética no vácuo: Número de espiras de cada solenoide: 10   Comprimento de cada solenoide: 4 cm 

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(Ime 2010) Em certo fenômeno físico, uma determinada grandeza referente a um corpo éexpressa como sendo o produto da massa específica, do calor específico, da área superficial,da velocidade de deslocamento do corpo, do inverso do volume e da diferença de temperaturaentre o corpo e o ambiente. A dimensão desta grandeza em termos de massa (M),comprimento (L) e tempo (t) é dada por:

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