Questões de Física - IME 2011

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(IME 2011) Uma luz com comprimento de onda incide obliquamente sobre duas fendas paralelas, separadas pela distância . Após serem difratados, os feixes de luz que emergem das fendas sofrem interferência e seus máximos podem ser observados num anteparo, situado a uma distânciadas fendas. Os valores de associados aos máximos de intensidades no anteparo são dados por:

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(IME 2011)Em problemas relacionados ao aproveitamento de energia térmica, é comum encontrar expressões com o seguinte formato: Onde: V: variável de interesse com dimensão de razão entre a potência e o produto área x temperatura; : representa a taxa de variação de temperatura com relação a uma posição; : é a viscosidade dinâmica de um fluido, cuja dimensão é a razão (força x tempo) / área. Sabendo-se que as dimensões básicas para temperatura, comprimento e tempo são designadas pelos símbolos , L, e T, a dimensão de k é dada por

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(IME 2011)  A figura 1 mostra dois corpos de massas iguais a m presos por uma haste rígida de massa desprezível, na iminência do movimento sobre um plano inclinado, de ângulo θ com a horizontal. Na figura 2, o corpo inferior é substituído por outro com massa 2m. Para as duas situações, o coeficiente de atrito estático é µ e o coeficiente de atrito cinético é µ/2  para a massa superior, e não há atrito para a massa inferior. A aceleração do conjunto ao longo do plano inclinado, na situação da figura 2, é: 

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(IME 2011)  Um objeto de massa m e carga +q faz um movimento circular uniforme, com velocidade escalar tangencial ν , preso a um trilho sem atrito de raio r. Sabendo que o objeto está sujeito a um campo magnético de módulo B, paralelo ao plano do trilho conforme mostra a figura, o módulo da força normal contra o trilho, em função de θ , é 

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(IME 2011) Um capacitor de placas paralelas, entre as quais existe vácuo, está ligado a uma fonte de tensão. Ao se introduzir um dielétrico entre as placas, 

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(IME 2011)  A figura acima apresenta um fio condutor rígido sustentado por dois segmentos, imersos em uma região com campo magnético uniforme de módulo B, que aponta para dentro da página. O primeiro segmento é composto de uma mola (M1) e o segundo de uma associação de duas molas (M2 e M3). Ao passar uma corrente elétrica por esse condutor, cada segmento apresenta uma tração T. Sabe-se que o campo magnético não atua sobre as molas e que a deformação da mola M1 é x. A relação entre a diferença de potencial a que o fio é submetido e o produto das deformações dos segmentos é igual a  Dados: Comprimento do fio: L   Resistência do fio: R  Massa do fio: M  Constante elástica da mola : k Constante elástica das molas  e : 2k   Módulo do campo magnético: B  Aceleração da gravidade: g  

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(IME 2011)  A Figura 1 apresenta um circuito elétrico e a Figura 2 um corpo lançado obliquamente. Na situação inicial do circuito elétrico, a chave k faz contato com o ponto a, carregando o capacitor C com uma energia de 0,0162 J. Em certo instante , o corpo é lançado com velocidade , com um ângulo de 30º e, simultaneamente, a chave k é transferida para o ponto b. Sabe-se que a energia dissipada no resistor de 3 Ω entre  e o instante em que a partícula atinge a altura máxima é igual a 432 J. O alcance do lançamento em metros é 

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(IME 2011) A figura apresenta o esquema de um telescópio refletor composto de: um espelho esférico de Gauss com distância focal ; um espelho plano inclinado 45 em relação ao eixo principal do espelho esférico e disposto a uma distância do vértice do espelho esférico, sendo ; uma lente ocular delgada convergente com distância focal , disposta a uma distância b do eixo do espelho esférico. Para que um objeto no infinito, cujos raios luminosos são oblíquos ao eixo óptico do espelho esférico, apresente uma imagem final focada nas condições usuais de observação (imagem da ocular no seu plano focal), o valor de b deve ser:

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(IME 2011)  Os componentes da velocidade em função do tempo (t) de um corpo em MCU de velocidade angular 2 rad/s são: Considere as seguintes afirmações:  I) O vetor momento linear é constante. II) A aceleração é nula, pois o momento da força que atua sobre o corpo em relação ao ponto (0, 0) é nulo. III) O trabalho da força que atua no corpo é nulo.  É correto APENAS  o que se afirma em 

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(IME 2011) A figura apresenta uma placa positiva metálica , de massa desprezível, fixada no teto, que dista 10 cm de uma placa idêntica . Ambas constituem um capacitor de 16 pF, carregado com 32 pC.  A placa  está colada em um bloco de madeira com massa m = 1 kg, mantido em repouso, encostado sobre uma mola não comprimida. Libera-se o movimento do bloco e, no instante que a compressão da mola é máxima, fecha-se a chave S. Sabe-se que nesse instante a potência dissipada em  é 2/3 W e que a aceleração da gravidade . A constante da mola, em N/m, é 

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(IME 2011)  Um corpo estava em órbita circular em torno da Terra a uma distância do solo igual a  sendo  o raio da Terra. Esse corpo é colocado em órbita de outro planeta que tem 1/20  da massa e 1/3 do raio da Terra. A distância ao solo deste novo planeta, de modo que  sua energia cinética seja 1/10 da energia cinética de quando está em torno da Terra é: 

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(IME 2011) Uma chapa triangular, cujo material constituinte tem 3 vezes a densidade específica da água, está parcialmente imersa na água, podendo girar sem atrito em torno do ponto P, situado na superfície da água. Na parte superior da chapa, há uma carga positiva que interage com uma carga negativa presa no teto. Sabe-se que, se colocadas a uma distância L, essas cargas de massas desprezíveis provocam uma força de atração igual ao peso da chapa. Para manter o equilíbrio mostrado na figura, a razão d/L, onde d é a distância entre as cargas, deve ser igual a

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