Questões de Física - IME 2012

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(IME 2012) A figura abaixo 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 M1: k  Constante elástica das molas M2 e M3: 2k  Módulo do campo magnético: B  Aceleração da gravidade: g

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(IME 2012)Uma onda plana de frequência f propaga-se com velocidade v horizontalmente para a direita. Um observador em A desloca-se com velocidade constante u (u v) no sentido indicado na figura ao lado. Sabendo que é o ângulo entre a direção de propagação da onda e de deslocamento do observador, a frequência medida por ele é:

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(IME 2012)Um foguete de brinquedo voa na direção e sentido indicados pela figura com velocidade constante . Durante todo o voo, um par de espelhos, composto por um espelho fixo e um espelho giratório que gira em torno do ponto A, faz com que um raio laser sempre atinja o foguete, como mostra a figura acima. O módulo da velocidade de rotação do espelho é:

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(IME 2012)  Um objeto puntiforme encontra-se a uma distância L de sua imagem, localizada em uma tela, como mostra a figura acima. Faz-se o objeto executar um movimento circular uniforme de raio  com centro no eixo principal e em um plano paralelo à lente. A distância focal da lente é 3L/16 e a distância entre o objeto e a lente é x. A razão entre as velocidades escalares das imagens para os possíveis valores de x para os quais se forma uma imagem na posição da tela é:

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(IME 2012) Um corpo de 300 g de massa é lançado de uma altura de 2,20 m em relação ao chão como mostrado na figura acima. O vetor velocidade inicial  tem módulo de 20m/s e faz um ângulo de 60° com a vertical. O módulo do vetor diferença entre o momento linear no instante do lançamento e o momento linear no instante em que o objeto atinge o solo, em kg.m/s, é: (Dado: aceleração da gravidade: .)

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(IME 2012) A figura acima apresenta uma partícula com velocidade v, carga q e massa m penetrando perpendicularmente em um ambiente submetido a um campo magnético B. Um anteparo está a uma distância d do centro do arco de raio r correspondente à trajetória da partícula. O tempo, em segundos, necessário para que a partícula venha a se chocar com o anteparo é: Dados:

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(IME 2012) Um feixe de luz de intensidade I incide perpendicularmente em uma lâmina de vidro de espessura constante. A intensidade da onda transmitida do ar para o vidro e vice-versa é reduzida por um fator q (0 . Ao chegar a cada interface de separação entre o ar e o vidro, a onda se divide em refletida e transmitida. A intensidade total da luz que atravessa o vidro, após sucessivas reflexões internas no vidro, é dada por:

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(IME 2012)  Um objeto puntiforme de massa m é lançado do ponto A descrevendo inicialmente uma trajetória circular de raio R, como mostrado na figura acima. Ao passar pelo ponto P o módulo da força resultante sobre o objeto é  mg, sendo g a aceleração da gravidade. A altura máxima  que o objeto atinge na rampa é:

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(IME 2012) Um automóvel percorre uma estrada reta de um ponto A para um ponto B. Um radar detecta que o automóvel passou pelo ponto A a 72 km/h. Se esta velocidade fosse mantida constante, o automóvel chegaria ao ponto B em 10 min. Entretanto, devido a uma eventualidade ocorrida na metade do caminho entre A e B, o motorista foi obrigado a reduzir uniformemente a velocidade até 36 km/h, levando para isso, 20 s. Restando 1 min para alcançar o tempo total inicialmente previsto para o percurso, o veículo é acelerado uniformemente até 108 km/h, levando para isso, 22 s, permanecendo nesta velocidade até chegar ao ponto B. O tempo de atraso, em segundos, em relação à previsão inicial, é:

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(IME 2012) Um cabo subterrâneo inicialmente isolado, instalado entre os pontos A e B, possui resistência de 0,01 Ω/m. Este cabo rompeu e seu ponto de ruptura apresenta fuga de corrente para a terra. Para determinar o ponto de rompimento do cabo e escavar o terreno de modo a sanar o problema, foi montado o aparato apresentado na figura acima, composto por uma bateria Vb ajustada para fornecer uma corrente constante de 10 A ao circuito formado pela resistência R e pelo cabo. O valor da tensão da bateria é mostrado por um voltímetro que apresenta um erro de medição de +/- 10 %. Sabendo que a leitura do voltímetro é 16,67 V, é CORRETO afirmar que:

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(IME 2012) No circuito apresentado na figura acima, a chave S é fechada e a corrente fornecida pela bateria é 20 A. Para que o fusível F, de 1,5 A, não abra durante o funcionamento do circuito, o valor da resistência variável R, em ohms, é: (Consideração: O capacitor está descarregado antes do fechamento da chave S.)

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(Ime 2013) Quando uma corda de violão é tocada, o comprimento de onda da onda sonora produzida pela corda:

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(IME - 2012) Num instante inicial, um espelho começa a girar em uma de suas extremidades, apoiada em P,com aceleração angular constante e valor inicial de = / 2. A trajetória que a imagem doobjeto puntiforme parado em Q percorre até que a outra extremidade do espelho atinja o solo éum(a)

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(IME 2012) A figura acima mostra um corpo cúbico de 50 cm de aresta suspenso por dois cabos AB e ACem equilíbrio. Sabe-se que o peso específico volumétrico do material do corpo cúbico, a rigidezda mola do cabo AC e o comprimento do cabo AC antes da colocação do corpo cúbico sãoiguais a 22,4 kN/m , 10,0 kN/m e 0,5 m. O valor do comprimento do cabo AB, em metros, apósa colocação do corpo cúbico é: Adote: 3 = 1,73 e 2 = 1,41.

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(IME 2012) Duas bolas, 1 e 2, movem-se em um piso perfeitamente liso. A bola 1, de massa m1 = 2 kg, move-se no sentido da esquerda para direita com velocidade v1 = 1 m/s. A bola 2, de massa m2 = 1kg, move-se com ângulo de 60° com o eixo x, com velocidade v2 = 2 m/s. Sabe-se que o coeficiente de atrito cinético entre as bolas e o piso rugoso é 0,10 sec² β e a aceleração gravitacional é 10 m/s² . Ao colidirem, permanecem unidas após o choque e movimentam-se em um outro piso rugoso, conforme mostra a figura. A distância percorrida, em metros, pelo conjunto bola 1 e bola 2 até parar é igual a:

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