SIMULADO IME – 2ª FASE – FÍSICA – PROF. ALEXANDRE CASTELO

QUESTÃO 01.

O sistema em equilíbrio apresentado na figura acima é composto por uma barra de massa total M uniformemente distribuída, homogênea e de comprimento total 8a, que se encontra na horizontal e pivotada no ponto B, sofrendo a ação de três blocos cúbicos idênticos e de uma mola ideal comprimida de x. Na situação inicial, o sistema foi utilizado para determinar a constante elástica K da mola. De modo a determinar a massa específica µ de um líquido, preencheu-se o reservatório até que o bloco ficasse submerso a uma altura h e simultaneamente moveu-se o bloco sobre a barra de a/2 para esquerda, de modo a manter a barra na horizontal em equilíbrio, como mostrado na figura na situação final. Desconsiderando o atrito entre o bloco e a rampa e assumindo roldanas e fios ideais, determine:

a) a constante elástica K;

b) a massa específica µ do líquido.

Observações:

• massa de cada bloco: M;

• aceleração da gravidade: g.

QUESTÃO 02.

Como mostra a figura acima, uma lente delgada convergente está presa ao fundo de um aquário por duas molas de mesma constante elástica k, cujo comprimento no estado relaxado é c. Determine o valor de k para que seja formada no fundo do aquário a imagem de um peixe que passa a uma distância d do fundo do aquário.

Dados:

• massa específica da água: ρ1;

• massa específica da lente: ρ2;

• volume da lente: V;

• distância focal da lente na água: f;

• aceleração da gravidade: g.

• ρ2 > ρ1

QUESTÃO 03.

A figura 1 ilustra o lançamento de um projétil de 0,5 kg a partir de um canhão entrincheirado, cujo tubo tem o eixo posicionado no plano y-z, onde o eixo z representa a altura. A origem encontra-se na boca do canhão. A figura 2 apresenta a evolução do módulo da força de propulsão Fp do projétil dentro do canhão, a partir do momento em que ocorre o disparo em t = 0 s. Após o lançamento, o projétil passa a ser atingido pelo vento da região, que aplica uma força constante Fv no sentido positivo do eixo x. Sabe-se que o projétil atinge o solo nas seguintes coordenadas: x = 144 m, y = 720√3 m e z = 0 m. Determine:

a) a velocidade inicial v0 do projétil na boca do canhão;

b) o tempo que o projétil levará para atingir o solo;

c) o ângulo θ de inclinação do tubo do canhão;

d) o módulo da força Fv, em Newtons, provocada pelo vento.

Dado: aceleração da gravidade: g = 10m/s2.

OBS: considere o projétil um objeto puntiforme e o eixo x ortogonal ao plano da figura 1.