Questões de Física - IME 2014

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(IME 2014) Dois corpos iguais deslizam na mesma direção e em sentidos opostos em ummovimento retilíneo uniforme, ambos na mesma velocidade em módulo e à mesmatemperatura. Em seguida, os corpos colidem. A colisão é perfeitamente inelástica, toda energialiberada no choque sendo utilizada para aumentar a temperatura dos corpos em 2K. Diante doexposto, o módulo da velocidade inicial do corpo, em m/s, é: Dado: Calor específico dos corpos:c = 2 J/kg.K

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(IME 2014) Um bloco, que se movia à velocidade constante v em uma superfície horizontalsem atrito, sobe em um plano inclinado até atingir uma altura h, permanecendo em seguidaem equilíbrio estável. Se a aceleração da gravidade local é g, pode-se afirmar que:

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(IME 2014)Uma partícula eletricamente carregada está presa a um carrinho que se move com velocidade de módulo constante por uma trajetória no plano XY definida pela parábola Sabe-se que, em XY, um campo magnético uniforme paralelo ao vetor (3B, B) provoca força sobre a partícula. O ponto onde a partícula é submetida ao maior módulo de força magnética é

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(IME 2014) Uma chapa rígida e homogênea encontra-se em equilíbrio. Com base nas dimensões apresentadas na figura, o valor da razão / é 

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(IME 2014) A figura acima mostra um circuito elétrico composto por resistências e fontes de tensão. Diante do exposto, a potência dissipada, em W, no resistor de 10 Ω do circuito é

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(IME 2014) Um varal de roupas é constituído por um fio de comprimento 10,0 m e massa 2,5 kg, suspenso nas extremidades por duas hastes uniformes de 200 N de peso, com articulação nas bases, inclinadas de 45° em relação às bases e de iguais comprimentos. Um vento forte faz com que o fio vibre com pequena amplitude em seu quinto harmônico, sem alterar a posição das hastes. A frequência, em Hz, neste fio é  Observação: a vibração no fio não provoca vibração nas hastes.

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(IME 2014) A figura acima mostra um conjunto massa-mola conectado a uma roldana por meio de um cabo. Na extremidade do cabo há um recipiente na forma de um tronco de cone de 10 cm x 20 cm x 30 cm de dimensões (diâmetro da base superior x diâmetro da base inferior x altura) e com peso desprezível. O cabo é inextensível e também tem peso desprezível. Não há atrito entre o cabo e a roldana. No estado inicial, o carro encontra-se em uma posição tal que o alongamento na mola é nulo e o cabo não se encontra tracionado. A partir de um instante, o recipiente começa a ser completado lentamente com um fluido com massa específica de 3000 kg/. Sabendo que o coeficiente de rigidez da mola é 3300 N/m e a aceleração da gravidade é 10 m/, o alongamento da mola no instante em que o recipiente se encontrar totalmente cheio, em cm, é igual a

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(IME 2014) A figura acima mostra um sistema posicionado no vácuo formado por um recipiente contendo um gás ideal de massa molecular e calor específico em duas situações distintas. Esse recipiente é fechado por um êmbolo preso a uma mola de constante elástica , ambos de massa desprezível. Inicialmente (Situação 1), o sistema encontra-se em uma temperatura , o êmbolo está a uma altura em relação à base do recipiente e a mola comprimida de em relação ao seu comprimento relaxado. Se uma quantidade de calor for fornecida ao gás (Situação 2), fazendo com que o êmbolo se desloque para uma altura e a mola passe a estar comprimida de , a grandeza que varia linearmente com é

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(IME 2O14) A figura acima representa uma lâmina de espessura e densidade constantes na forma de um semicírculo de raio . A lâmina está suspensa por um fio no ponto e o seu centro de massa está a uma distância deda reta que contém o segmento . Uma das metades da lâmina é retirada após um corte feito ao longo do segmento . Para a metade que permanece suspensa pelo ponto nessa nova situação de equilíbrio, a tangente do ângulo que a direção do segmento de reta passa a fazer com a vertical é

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(IME 2014) A Figura 1 apresenta um sistema composto por um trilho fixo em  e uma barra móvel que se desloca na vertical com velocidade  suspensa por um balão de massa desprezível. O trilho e a barra são condutores elétricos e permanecem sempre em contato sem atrito. Este conjunto está em uma região sujeita a uma densidade de fluxo magnético    que forma com a horizontal um ângulo θ , como ilustrado na Figura 2. .Diante do exposto, o valor da corrente induzida no sistema, em ampères, no estado estacionário é: Dados:   massa da barra: 1Kg;  aceleração da gravidade 10 m/;  ângulo entre a horizontal e o vetor  60°;  massa  específica do ar: 1,2 Kg/;  volume  constante do balão: 0,5 ;  comprimento  da barra entre os trilhos: 0,2 m;  densidade  de fluxo magnético : 4 T. Observação despreze a massa do balão com o hélio e o atrito entre a barra e os trilhos. 

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(IME 2014) A figura acima apresenta um circuito elétrico e um sistema de balança. O circuito é composto por uma Fonte em , cinco resistores, um capacitor, um quadrado formado por um fio homogêneo, duas chaves e um eletroímã interligados por fios de resistência desprezível. O sistema de balança é composto por um bloco e um balde de massa desprezível que está sendo preenchido por água através de um dispositivo. Sabe-se que, imediatamente após o carregamento do capacitor, a chave  se abrirá e a chave  se fechará, fazendo com que o capacitor alimente o eletroímã, de modo que este acione um dispositivo que interromperá o fluxo de água para o balde. O valor do capacitor para que o sistema balde e bloco fique em equilíbrio e a energia dissipada no fio a partir do momento em que o capacitor esteja completamente carregado até o vigésimo segundo são, respectivamente Dados  = 100 V;  resistência total do fio: 32  ;  fluxo de água: 200 ml/s;   massa específica da água = 1 g/;  massa do bloco: 0,8 kg.  Observação despreze a massa do balde;  considere o capacitor carregado em um tempo correspondente a cinco vezes a constante de tempo. 

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(IME 2014) Um capacitor de placas paralelas carregado gera um campo elétrico constante em seu interior. Num instante inicial, uma partícula de massa e carga , localizada no interior do capacitor, é liberada com velocidade nula. Neste mesmo instante, o capacitor começa a girar com velocidade angular constante em torno do eixo . Enquanto estiver no interior do capacitor e antes de colidir com uma das placas, a trajetória da carga será uma Observação: desconsidere as ações dos campos magnético e gravitacional.

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(IME 2014) Sobre um trilho sem atrito, uma carga +Q vem deslizando do infinito na velocidade inicial v, aproximando-sede duas cargas fixas de valor -Q. Sabendo que r d, pode-se afirmar que

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(IME 2014) No circuito da figura 1, após o fechamento da chave Ch, o resistor R dissipa uma energia de  8 . 10-6 Wh  (watts-hora). Para que essa energia seja dissipada, o capacitor C de 100 μF deve ser carregado completamente pelo circuito da figura 2, ao ser ligado entre os pontos:

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(IME 2014) Considere duas fontes pontuais localizadas em (0, - a/2) e (0, a/2), sendo λ o comprimento de onda e  a = λ√2 . Em coordenadas cartesianas, o lugar geométrico de todos os pontos onde ocorrem interferências construtivas de primeira ordem é:

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