PROVA DE FSICA01.(IME 1965) Qual o peso (em N) da massa de 100kg, medida no interior de um elevador que sobe com acelerao igual a um quinto da acelerao da gravidade? OBS.: Para este e demais itens desta prova considere a acelerao da gravidade como constante. g = 10 m/s2. 02.(IME 1965) Um carrinho, partindo do repouso, desce do alto de um elevador e atinge um nvel 20m abaixo com a velocidade de 18 m/s. Qual a energia dissipada por unidade de massa? 03.(IME 1965) Dois corpos, com massas diferentes tem a mesma energia cintica. Qual a relao entre suas quantidades de movimento? 04.(IME 1965) Trs esferas de mesmo raio so soltas, simultaneamente, do alto de um plano inclinado. As esferas so: - A - de madeira, ca. - B - de madeira, compacta. - C - de ao, compacta. Se nenhuma desliza, qual a ordem de chegada na base do plano? 05.(IME 1965) Um pndulo simples tem quatro vezes o comprimento de outro. Se o perodo do mais curto um segundo, qual a freqncia do outro (em hz)? 06.(IME 1965) Vrios blocos esto na periferia de um disco de 0,15m de raio, que gira com velocidade crescente. Se as massas dos blocos e seus coeficientes de atrito esttico com o disco so os do quadro a seguir, qual o que deslocar primeiro? BLOCO A B C D E F MASSA (10-3 kg) 5 10 15 20 25 30 COEF. ATR. 0,20 0,05 0,06 0,50 0,04 0,33 07.(IME 1965) Dois lquidos imiscveis em um tubo em U (seo constante) tem as densidades na relao de dez para um: o menos denso tem a superfcie livre 10cm acima da separao dos lquidos. Qual a diferena de nvel entre as superfcies livres nos dois ramos do tubo? 08.(IME 1965) Esferas cas, de iguais dimetros e massas, densidades e calores especficos, so os indicadores abaixo, qual se aprofundar mais? ESFERA A B C D E DENSIDADE 2,7 8,8 2,4 11,0 2,5 CALOR ESPECFICO 0,20 0,09 0,30 0,03 0,10 09.(IME 1965) A temperatura de um lquido medida pelo mesmo nmero de graus nas escalas Celsius e Fahrenheit. Qual seria a leitura na escala Kelvin? 10.(IME 1965) Um retngulo de ouro com 20cm x 5cm aquecido de 0C a 1000C. Qual a variao da rea, sabendose que o coeficiente de dilatao linear mdio de: 1,5 x 10-5/C ? 11.(IME 1965) Num calormetro a 17C colocamos 100cm3 de gua a 30C e 100cm3 de gua a 15C. A temperatura de equilbrio 22C. Qual o equivalente em gua do calormetro? 12.(IME 1965) Mediram-se 15 batimentos sonoros em 7 segundos. Se o diapaso de menor massa vibra com 384 Hz, qual a freqncia do outro? 13.(IME 1965) Uma fonte sonora ( = 1 m; f = 330 hz) est a meia distncia entre um observador e um obstculo. Qual a distncia mnima do obstculo ao observador para que este oua o eco? 14.(IME 1965) Quantas imagens tem um objeto colocado entre dois espelhos que formam ngulo de 120? 15.(IME 1965) Qual a amplificao angular de uma lupa com 10 dioptrias se a distncia mnima de viso distinta 20cm ? 16.(IME 1965) Mediu-se o lado do quadrado com um paqumetro (menor diviso 0,1 cm) encontrou-se 10,0 cm. Qual o erro relativo percentual na rea? 17.(IME 1965) Ligam-se, no vcuo, duas placas paralelas de alumnio a uma bateria de V1 volts. Aps deslig-las da fonte e duplicar seu afastamento, qual a tenso V2 entre elas? 18.(IME 1965) Dois condutores de L1 e L2 metros deslocam-se perpendicularmente a um campo magntico de B Weber/m2, com velocidade constante v1 e v2 m/s. Qual relao entre as f.e.m. e1 e e2 volts, geradas nos mesmos? 19.(IME 1965) Um alterador de quatro polos gera uma f.e.m. em 60 hz. Qual sua velocidade em r.p.m.? 20.(IME 1965) Qual a caracterstica da fem induzida em uma bobina, se a taxa de variao da corrente que a percorre constante? 21.(IME 1965) Um foguete, lanado verticalmente, queima em 30 segundos, todo o propelente lquido contido em um cilindro de quatro metros de altura. A velocidade mxima atingida de 1200 m/s, com acelerao constante. OBS.: desprezam-se: - a variao da acelerao da gravidade; - a resistncia do ar; - a variao da densidade do ar. Pede-se: A altura mxima atingida pelo foguete. 22.(IME 1965) Considerando a questo anterior: Pede-se: A presso esttica (em N/m2) exercida pelo combustvel (densidade igual a 0,5) no fundo do seu recipiente, imediatamente aps a partida, se na superfcie livre a presso de 105 N/m2. 23.(IME 1965) A gua utilizada em uma industria aquecida de 25C at 85C. O tempo de aquecimento de 5 horas, sendo fornecidas ao lquido 2,64 kcal/seg. Admite-se quer todo calor produzido absorvido pela gua e que sua massa especfica constante e igual a 1000 kg/m3. Pede-se: - Calcular o aumento de despesa quanto a temperatura inicial de 20C e o kwh custa CR$ 20.

PROVA DE FSICA01.(IME 1966) Em uma medida encontrou-se --- G = 0,8 x 106 khf/cm2, com um erro relativo de 6,2%. Qual o erro absoluto da medida? 02.(IME 1966) Uma corda de violo de comprimento "D" est presa pelas extremidades. Qual o comprimento de onda da vibrao fundamental da corda? 03.(IME 1966) Sabendo que: Constante de Planck --- h = 6,63 x 10-34 joules - s Velocidade da luz no vcuo --- C = 3 x 108 m/s Qual o comprimento de onda em metros foton com energia de 10-18 joules? 04.(IME 1966) O potencial numa dada direo OX varia de acordo com a equao V = 10 x 2 + 5. Como varia o campo eltrico nessa direo? 05.(IME 1966) Se o valor mximo de uma corrente eltrica senoidal 10 Ampres, qual o seu valor eficaz? 06.(IME 1966) Qual a equao dimensional da energia? 07.(IME 1966) Qual a velocidade do som no ar a "t" C se a zero C "x" m/s? 08.(IME 1966) Como so as vibraes de uma onda: sonora? Luminosa? 09.(IME 1966) Quando a luz totalmente polarizada por reflexo, o ngulo de incidncia se chama: 10.(IME 1966) Num cristal birrefringente qual a direo em que o raio luminoso no sofre a dupla refrao? 11.(IME 1966) Um espelho plano sofre uma rotao de x. Sabendo que o ngulo formado pelos raios refletidos antes e aps a rotao de 70, qual o valor de ? 12.(IME 1966) Sabendo que: Velocidade da luz no vcuo --- C = 3 x 108m/s Qual a velocidade da luz em um meio com ndice de refrao n = 1,5? 13.(IME 1966) Qual o ngulo de refrao que corresponde ao ngulo de incidncia limite para a reflexo total? 14.(IME 1966) Para um ngulo de incidncia de 30 e ngulo do prisma de 40, qual o desvio mnimo? 15.(IME 1966) Circula uma corrente de 10 Ampres em uma indutncia de 4 Henrys. Qual a energia armazenada pelo campo magntico? 16.(IME 1966) Um motor eltrico fornece 7200 watts. Qual o seu consumo de potncia eltrica se o seu rendimento de 0,8 ? Responda as questes 17 20, com as informaes fornecidas abaixo: Uma locomotiva de 100 toneladas de massa tem 20 metros de comprimento desenvolvente at 200 quilowatts de potncia. Suas rodas so em nmero de 8 e tem 1,5m de dimetro. Considera-se: - Acelerao da gravidade igual a 10m/s2 - Desprezvel a resistncia do ar. 17.(IME 1966) Qual a potncia (em quilowatts) desenvolvida pela locomotiva para subir uma rampa de 5 por cento com a velocidade constante de 72 quilmetros por hora? 18.(IME 1966) Se velocidade de 36 quilmetros por hora a locomotiva travar as rodas em uma freiada de emergncia, quantas quilocalorias sero desenvolvidas pelo atrito. 19.(IME 1966) Qual a acelerao radial na periferia das rodas motoras meio minuto aps a locomotiva partir do repouso com acelerao linear constante de 0,5 m/s2. 20.(IME 1966) Se a locomotiva a 72 quilmetros por hora chocar-se frontalmente com outra de 40 toneladas de massa que venha em sentido contrrio a 54 quilmetros por hora, qual a velocidade imediatamente aps a coliso na qual ficaram presas uma a outra?

PROVA DE FSICA01.(IME 1969) O corpo A, pesando 2 kgf, est em repouso sobre uma superfcie perfeitamente polida, sustentado pela mola S, de constante elstica 20 kgf/m e pela corda C, de massa desprezvel, que passa por uma roldana ideal. At chegar ao repouso, a mola foi distendida de 10cm. A reao da superfcie sobre o corpo A nula. Calcule o peso do corpo B em kgf. 08.(IME 1969) Um processo, envolvendo um gs perfeito, segue a lei: pv1,4 = constante onde p e v so, respectivamente, presso absoluta e volume especfico. Os calores especficos a presso constante so 0,238 cal/gC e 0,17 cal/gC. Admitindo-se que a energia interna sofre um decrscimo de 10 kcal, que tipo de processo sofreu o gs e qual o trabalho realizado em kgm? 09.(IME 1969) Qual a tenso existente nos bornes de um capacitor de 500 F aps ter sido ligado durante 2 segundos a uma fonte de corrente constante igual a 0,1 ampres? 10.(IME 1969) Determinar as correntes que passaro em R3 e R8 quando a chave S for fechada. R1 B R3 R2 R4 R1 = 32 R3 = 8 R5 = 4 R7 = 16 R9 = 32 R2 = 32 R4 = 64 R6 = 8 R8 = 16 R10 = 64

C

S A

02.(IME 1969) Um bloco, pesando 100kgf, inicialmente em repouso sobre uma superfcie plana e horizontal, recebe a ao de uma fora horizontal e constante de 50 kgf. O coeficiente de atrito cintico entre o bloco e a superfcie constante e igual a 0,2. Em quantos segundos a velocidade do bloco crescer de 1,3 m/s para 3,3 m/s ? Dado: g = 10 m/s2. 03.(IME 1969) Um projtil pesando 40gf e com velocidade de 600 m/s penetra em um bloco fixo de madeira e atravessao, saindo com velocidade de 200 m/s. Qual o trabalho em kgm utilizado na perfurao? 04.(IME 1969) H dez batimentos por segundo entre o 2 harmnico de um tubo aberto de rgo, de 8,5m de comprimento e o 3 harmnico de outro tubo, fechado; entre os dois, o som mais grave o primeiro. Qual o comprimento do tubo fechado? Dado: Velocidade do som no ar: 340 m/s 05.(IME 1969) Um reservatrio indeformvel contm gs perfeito temperatura de 27C. Qual a temperatura do gs, aps ter sido consumido 25% do mesmo, ocasio em que a presso absoluta do interior do reservatrio a metade da inicial? 06.(IME 1969) Um balo perfeitamente elstico contendo gs ideal pesa 1 kgf e ocupa um volume de 2 litros nas condies ambientes de temperatura e presso baromtrica, de 20C e 1 kgf/cm2. O balo mergulhado lentamente, de tal modo que a temperatura do gs no varie, num poo que contm gua pura (densidade = 1) temperatura de 20C. Supondo que o balo permanea esfrico e que esteja totalmente mergulhado, pergunta-se em que profundidade ficar parado por si s. 07.(IME 1969) Calcular a densidade, em relao a gua, de um lquido que se eleva num tubo baromtrico a uma altura de 20m, num local onde a presso atmosfrica de 0,5 kgf/cm2.

R5

R6

R7

R8 R10

R9

+ 120V

-

S

11.(IME 1969) A imagem de um objeto luminoso est projetada em uma tela, ampliada 5 vezes. A lente empregada de +4 dioptrias. Qual a distncia da lente tela? 12.(IME 1969) Um vaso, suspenso no ar pelas bordas, contm leo. Um raio luminoso penetra na superfcie do leo, incidindo sob um ngulo de 75. O seno do ngulo de incidncia desse raio na face externa do fundo do vaso de 1/3. Calcule o ndice de refrao do vaso. OBS.: ndice de refrao do ar: n = 1 Aproxime o resultado at milsimos. 13.(IME 1969) Um corpo irradia energia trmica de tal modo que o produto do comprimento de onda dominante (para $ mxima radiao) pela temperatura 2,9 x 10 -3 m K. A 14 freqncia dos fotons correspondentes emitidos 5 10 Hz ; a emissividade do corpo 0,8. Qual a radincia energtica emitida, em watts por metro quadrado? Dados: Velocidade da luz: c = 3 x 108 m/s Constante de Stefan-Boltzmann: = 5,67 x 10 m Constante de Planck: h = 6,63 x 10-34 J.s Constante de Boltzmann: k = 1,38 x 10-23 J/K-8

w ( K ) 4 2

01.(IME 1970) Uma placa horizontal, sobre a qual repousa um cubo com massa de 1kg, executa movimento harmnico simples horizontal, com amplitude de 0,2m. O coeficiente de atrito esttico entre o cubo e a placa 0,5. Qual o menor perodo do movimento para que o cubo no deslize? 02.(IME 1970) Um planeta esfrico, sem atmosfera e com 3115km de raio, tem acelerao da gravidade de 8 m/Seg2, independente da altitude. Uma astronave gira em rbita circular concntrica com o planeta a uma altitude de 10km. Um objeto, com massa de 10kg, solta-se da nave. Qual o seu tempo de queda? 03.(IME 1970) A figura mostra, de perfil, uma parede simplesmente apoiada sobre o solo, com massa de 2.000 kg. Determine a maior fora F(em Newtons), que pode ser aplicada sem que a parede tombe. a

10.(IME 1970) No circuito abaixo, determine o valor de R6 para que nela seja dissipado o mximo de potncia. Dados: R1 = R2 = R3 = R4 = 3 R5 = 5 V = 100 volts R1 V R3 R4 R6 11.(IME 1970) Uma espira retangular, cujos lados so 30cm e 20cm, gira com velocidade constante de 50 rotaes por segundo, em torno de um eixo perpendicular direo de um campo magntico, como na figura abaixo. Sendo a f. e. m induzida na espira igual a 9,42 volts, determinar a induo magntica, em Gauss. R5 R2

F h 2

h 20 cm N

04.(IME 1970) Na figura, o corpo A tem 10kg de massa, e a mola tem constante elstica de 20N/m. Qual o trabalho necessrio para deslocar A de 1m, subindo o plano, a velocidade constante, sem atrito, estando a mola inicialmente no seu comprimento normal? 05.(IME 1970) Uma fonte sonora, de 60kz, desloca-se a 30 m/seg, entre duas paredes paralelas, em direo normal a elas. Determinar o nmero de batimentos por segundo entre elas. Dado: velocidade do som vs = 330 m/seg 06.(IME 1970) Em um espelho esfrico, de raio de curvatura igual a -10,5cm, a imagem direita e reduzida. Qual a reduo da imagem, se sua distncia ao espelho de -3cm? 07.(IME 1970) Um gerador de corrente contnua fornece 45 A a um motor de 5 HP que trabalha a plena carga, com rendimento igual a 82,9%. Determine a tenso nos terminais do gerador. 08.(IME 1970) Sabendo-se que a tenso aplicada ao circuito da figura abaixo V = 200 sen(100t), determinar o valor eficaz da corrente I. 100 500 mH 100 F

S

E

30 cm

12.(IME 1970) Uma caldeira alimentada continuamente com gua 60C e 1 atm, que aquecida e totalmente vaporizada a presso constante. O volume de vapor, medido na sada da caldeira durante 30 minutos, de 170m3. Calcular o consumo mnimo de combustvel, em kg/h. Dados: Calor de vaporizao da gua: 540 cal/g Calor especfico da gua: 1 cal/gC Volume especfico do vapor, na sada da caldeira: 1,7 m3/kg Poder calorfico do combustvel: 11.600 cal/g 13.(IME 1970) Um reservatrio indeformvel contm uma mistura de gases perfeitos, a 10 atm e 27C, com a seguinte composio volumtrica: Gs A: 30% Gs B: 70% Calcular a presso final da mistura, e as presses parciais finais dos componentes, quando a temperatura se elevar para 117C. 14.(IME 1970) Um balo, de peso desprezvel, contendo um gs de massa especfica 0,2 g/l, ocupa um volume de 1000m3. Calcular a fora ascencional do balo, em kgf, presso atmosfrica normal e temperatura de 27C. Dados: atm 1 Constante universal dos gases perfeitos: R = 0,082 K gmol g Massa molecular do ar; 29 u. m. a.

V = 200 sen(100t)

09.(IME 1970) Na figura abaixo, Q1 = Q3 = 5 coulombs, e o campo eltrico nulo no ponto P. Determinar o valor de Q 2. Q1 x Q2 x Q3 x

50 cm

P

15.(IME 1970) Calcular, em Kgf, a fora vertical F, aplicada no pisto de massa desprezvel, da figura abaixo. O fluido comprimido gua, e no tubo B, onde a coluna atinge 20,33m, foi feito vcuo perfeito antes da aplicao da fora. Dados: Peso especfico da gua: 1000kgf/m3 rea do pisto: 0,1 dm2 Presso atmosfrica: 1,033 kgf/cm2

02.(IME - 1973) Considerando os blocos de pesos P e Q da figura abaixo, determine uma expresso para a acelerao do peso P, quando este se desloca na direo x.

16.(IME 1970) Deduza uma expresso para o clculo da potncia mxima admissvel fornecida por uma mquina cuja fonte fria emite calor apenas por radiao, em funo somente dos seguintes elementos: K -------- constante de Stefan-Boltzman A -------- rea da superfcie de troca de calor da mquina com a fonte fria T1 -------- temperatura absoluta da fonte fria T2 -------- temperatura absoluta da fonte quente OBS.: Admitir a emissividade da superfcie igual a 1. 01.(IME - 1973) Do movimento de uma partcula dado o diagrama v - t.

R = 20,33 m

Despreze o atrito e os pesos do cabo e polias.

03.(IME - 1973) Um vaso cilndrico C tem um volume de 1000L e contm um gs perfeito inicialmente a 2700 C. Este vaso dividido pelo mbolo P em 2 partes: A , com um volume de 200L e, B , com um volume de 800L.

O mbolo P adiabtico, tem um coeficiente de atrito nulo, perfeitamente estanque e de volume desprezvel. Fornece-se calor a parte A at que sua temperatura atinja 3270C. A parte B permanece a 270C. Calcule os volumes finais de A e B. Trace o diagrama s - t , sabendo que, para t = 0 , s = 0 (s=posio)

IME - VESTIBULAR 82/83FSICA01.(IME 1982) Quatro barras homogneas AB, BC, CD e DE,de peso P cada uma, esto articuladas entre si como indica a figura. 04.(IME 1982) Um projtil de massa m, com velocidade v, choca-se com o bloco de massa M, suspenso por um fio de comprimento R, conforme mostra a figura.

Sustentam-se, com as mos, os extremos A e E de forma que estejam sobre uma mesma reta horizontal e que, ao estabelecer-se o equilbrio, a ao efetuada nos extremos, sobre cada mo tenha uma componente horizontal igual a 2P. Admite-se que as barras AB e ED possam girar livremente ao redor dos extremos fixos A e E e que no haja atrito nas articulaes. Calcular o ngulo que a barra DE forma com a horizontal. 02.(IME 1982) Da figura abaixo, sabem-se que: i) a mola tem constante elstica k = 100 N/m ii) as massas do carrinho e do bloco so respectivamente 1,0 kg e 9,0 kg. A massa da mola desprezvel; iii) o coeficiente de atrito esttico entre o bloco e o carrinho vale 0,5 e os demais atritos so desprezveis.

Depois da coliso, o projtil cai verticalmente e o bloco descreve uma circunferncia completa, no plano vertical. Determinar a velocidade mnima do projtil, antes da coliso, em funo de M, m, g e R, para que o bloco descreva a trajetria prevista. 05.(IME 1982) Um astronauta de massa m move-se & no espao interplanetrio com velocidade uniforme v . Ele segura um pequeno objeto de massa m. Num dado momento, o referido astronauta atira o objeto & com velocidade v 0 , em relao ao seu movimento inicial. Determinar a distncia da posio real do astronauta quela que este ocuparia se no tivesse lanado o objeto, decorrido um tempo t aps o lanamento. 06.(IME 1982) O flutuador da figura constitudo de duas vigas de madeira de comprimento b e sees a x a e a x a/2 distantes " de centro a centro.

Determinar a maior amplitude de oscilao possvel para o sistema sem que o bloco deslize sobre o carrinho. 03.(IME 1982) O automvel de massa m1, representado na figura, est subindo a rampa de inclinao com uma acelerao constante. Sobre as vigas existe uma plataforma de peso desprezvel. Determinar, em funo de a, b, " ,P e a posio da carga x para que a plataforma permanea na horizontal. DADOS: = peso especfico da gua. Densidade da madeira em relao gua = 0,80. 07.(IME 1982) Duas fontes sonoras A e B irradiam uniformemente a uma freqncia de 600 Hz cada uma. A fonte A est parada enquanto que a B afasta-se da fonte A a 6,00 x 10 m/s. Um observador est entre as duas fontes, movendo-se, tambm para a direita, a 3,0 x 10 m/s. Calcular: a) A freqncia do som ouvido pelo observador se a fonte A emitisse sozinha. h) a freqncia do som ouvido pelo observador se a fonte B emitisse sozinha. c) A freqncia de batimento do som ouvido pelo observador na emisso simultnea das duas fontes.

Preso ao automvel existe um cabo de massa desprezvel o qual passa por uma roldana fixa A e por uma roldana mvel B, ambas de massa desprezvel, tendo finalmente a outra extremidade fixa em D. Ao eixo da roldana mvel, cujos fios so paralelos, est presa uma caixa cbica de volume v e massa m2 imersa em um lquido de massa especfica . Sabendo-se que o automvel, partindo do repouso, percorreu um espao e em um intervalo de tempo t e que a caixa permaneceu inteiramente submersa neste perodo, calcular a fora desenvolvida pelo conjunto motor do automvel. Desprezar a resistncia oferecida pelo lquido ao deslocamento da caixa.

08.(IME 1982) No circuito da figura, onde C1=C2=C3=1,0 F, o capacitor C1 carregado com potencial Vo = 3,0V pela bateria. Aps um perodo de tempo suficientemente longo para que a carga de C 1 se complete, a chave passada da posio 1 para a posio 2.

Determinar a) A diferena de potencial entre os pontos A e B com a chave na posio 2. b) A energia armazenada em C1 quando a chave estava na posio 1. c) A energia armazenada no sistema de capacitores com a chave na posio 2. 09.(IME 1982) Dois fios finos, longos, paralelos e distanciados de d

2,0 3,0cm so fixados em um

plano horizontal ao ar livre e conduzem correntes de mesmo sentido e igual intensidade i ampres. Um terceiro condutor, de comprimento 20m e massa 40 g, homogneo e rgido, pode mover-se por guias condutoras sem atrito, em plano vertical simtrico aos condutores fixos, conduzindo corrente de sentido oposto destes de intensidade 2i ampres.

Calcular o valor da corrente i capaz de permitir o equilbrio do condutor mvel em posio eqidistante

2,0 3,0cm dos condutores fixosUsar g = 10 m/s .Desprezar os efeitos das correntes das guias condutoras sobre o condutor mvel. 10.(IME 1982) Um objeto AB encontra-se a uma distncia a = 36cm de uma lente com distncia focal f = 30 cm. A uma distncia " = 1,0 m, aps a 0 lente, foi colocado um espelho plano,inclinado de 45 em relao ao eixo tico da lente.2

Determinar a distncia H, entre o eixo tico e o fundo de uma bacia com gua, necessria para que se forme neste uma imagem ntida do objeto. A profundidade da gua na bacia d = 20 cm. Sabe-se que a camada de gua, de espessura d, desloca a imagem de uma distancia igual a

d 1

1 , onde n o ndice de n

refrao da gua. Considerar o ndice de refrao da gua n = 1,25.

IME - VESTIBULAR 86/87FSICA01.(IME 1986) Uma partcula de massa igual a 4,0 kg 2 move-se no eixo "x" segundo a equao x= 2t -3t, onde "x" e medido em metros e t em segundos. No tempo t=3s a partcula choca-se contra uma mola de massa desprezvel e coeficiente k = 400 N/cm, conforme figura abaixo.

Determine a coordenada xmax atingida pela partcula. 02.(IME 1986) Uma partcula desloca-se verticalmente, com velocidade crescente, de uma altura de 5m at o solo em 2s. A representao grfica do diagrama altura (z) vs tempo (t), relativa ao seu deslocamento, o quadrante de uma elipse. Determine: a) o tempo necessrio, a partir do inicio do deslocamento, para que a velocidade da partcula seja de 2.5 m/s b) a altura que estar a partcula quando sua acelerao for de

Determine: a) A velocidade (v) e a acelerao (a) , em intensidade e direo, do outro ponto de interseo M em seu movimento sobre a circunferncia (A) . b) Em que posio sobre o segmento OM (OM>0) a velocidade do ponto M nula para um observador situado em O. Justifique suas respostas. 05.(IME 1986) Uma barra uniforme e delgada AB de 3,6m de comprimento, pesando 120N, segura na extremidade B por um cabo, possuindo na extremidade A um peso de chumbo de 60N. A barra flutua, em gua, com metade do seu comprimento submerso, como mostrado na figura abaixo.

5 4 t2

m / s2

03.(IME 1986) Na figura abaixo, o corpo A tem 15kg de massa e o corpo B tem 7kg. A constante elstica da mola de 8N/m. No h atrito no plano horizontal nem nas polias.

Desprezando empuxo sobre o chumbo, calcule : a) O valor da fora de trao no cabo. b) O volume total da barra. 2 Dados: g = 10 m/s - acelerao da gravidade 3 = 1000 kg/ m - massa especfica da gua 06.(IME 1986) Um gs perfeito ao receber 500 cal evolui do estado A para o estado D conforme o grfico.

Quando o sistema liberado, na posio mostrada, o corpo A est parado e a mola apresenta uma fora de trao de 60N. Para o instante em que o corpo A passa sob a polia C, determine: a) A velocidade do corpo A. b) A trao na corda. 2 Acelerao da gravidade: g = 10 m/s 04.(IME 1986) Duas circunferncias (A) e (B) de raios iguais (r) giram, em sentidos opostos, no plano da figura, em torno de um de seus pontos de interseo O, fixo, com velocidade angular constante .

Determine: . a) O trabalho do gs em cada transformao b) A variao de energia interna entre A e D c) A temperatura em D, sabendo-se que em C era de 0 -23 C. Dado: 1 cal = 4,18 J.

07.(IME 1986) Um feixe estreito de raios paralelos incide sobre uma esfera slida de vidro, como ilustra a figura.

Determine a posio final da imagem. Dados : ndice de refrao do vidro = 1,5 raio da esfera = 3 cm 08.(IME 1986) A figura abaixo representa um circuito resistivo, formado pelos resistores R1, R2, R3, R4, R5 e R6 que deve ser alimentado por uma bateria de E volts.

Esboce os grficos das correntes iR(t) e iC(t), em funo do tempo. 10.(IME 1986) A espira condutora retangular, indeformvel, mostrada na figura abaixo, conduz uma corrente i no sentido indicado e est inteiramente submetida a um campo magntico uniforme e constante, dirigido verticalmente de baixo para cima, de intensidade B = 0,02 T.

Os resistores so feitos de fios metlicos, todos do mesmo material resistivo. Os fios dos resistores R1, R2, R4, R5 e R6 tm o mesmo comprimento ", e o fio do resistor R3 tem o comprimento " /3. Todos os fios dos resistores, exceto o de R4 tm a 2 mesma seo reta, igual a 0,5 mm . Pede-se: Determine a seo reta do fio do resistor R 4 para que seja nula a potncia dissipada no resistor R6 a partir do fechamento da chave K . 09.(IME 1986) A tenso definida pelo grfico da figura 2, aplicada ao circuito da figura 1. A espira pode girar em torno de seu eixo de simetria aa, disposto na horizontal. Determine o valor da corrente i que possibilite a sustentao do peso P = 0,173 N, imerso em um lquido de massa 3 especfica = 1,73 kg/m ; sabendo-se que o plano da 0 espira forma um ngulo de 30 com a vertical e, 0 simultaneamente, angulo de 30 com a corda de sustentao que une a espira ao peso por meio de uma roldana simples. O peso um cubo de 20 cm de aresta . Despreze os pesos da espira e da corda de sustentao. Considere: 2 acelerao da gravidade g = 10 m/s ; sen 60 =0

3 2

3 1,73

Os componentes passivos (R e C), invarantes no tempo, so definidos pelas curvas caractersticas dadas abaixo (fig. 3 e 4).

01.(IME 1987) A velocidade vertical de uma gota de chuva constante e igual a v, enquanto a velocidade de translao horizontal de um cano constante e vale 2v.

Calcule esta altura h. 2 Considere g = 10m/s 05.(IME 1987)Uma esfera oca, de ferro, pesa 300N. Na gua seu peso aparente de 200N. Calcule o volume da parte oca da esfera. DADOS: 3 3 massa especfica do ferro = 7,8 x 10 kg/m 2 g = 10m/s 06.(IME 1987) Um projtil de liga de chumbo de 10g disparado de uma arma com velocidade de 600m/s e atinge um bloco de ao rgido, deformando-se. Considere que, aps o impacto, nenhum calor transferido do projtil para o bloco. Calcule a temperatura do projtil depois do impacto. Dados: 0 - temperatura inicial do projtil : 27 C 0 - temperatura de fuso da liga : 327 C - calor de fuso da liga: 20000J/kg 0 - calor especfico da liga no estado slido: 120J/kg. C 0 - calor especfico da liga no estado lquido: 124J/kg. C 07.(IME 1987) Nos pontos A e B do segmento AB, so fixadas cargas eltricas iguais de +Q Coulombs cada uma. Se deixarmos livre no ponto P, situado a x metros de A e a y metros de B, uma carga pontual de massa M kg e +Q1 Coulombs, essa carga sofrer uma 2 acelerao de a m/s .

Relativamente horizontal, determine qual dever ser do cano para que a gota de chuva a inclinao percorra o seu interior sem tocar na parede. 02.(IME 1987) Um elevador parte do repouso e sobe 2 com acelerao constante igual a 2m/s em relao a um observador fixo, localizado fora do elevador. Quando sua velocidade atinge o valor v = 6m/s, uma pessoa que esta dentro do elevador larga um pacote de uma altura h= 2,16m, em relao ao piso do elevador. Considerando que o elevador continue em seu movimento acelerado ascendente, determine para o observador fixo e para o localizado no interior, do elevador: a) o tempo de queda; b) o espao total percorrido pelo pacote at que este encontre o piso do elevador; c) se o pacote entra em movimento descendente. 2 Obs.: g = 10m/s 03.(IME 1987) Um carro de peso Q, provido de uma rampa fixa e inclinada de um ngulo , suporta um bloco de peso P. O coeficiente de atrito esttico entre o bloco e a rampa vale . No h atrito entre o carro e o cho.

Determine a energia armazenada no circuito capacitivo m-n se ele for carregado com Q1 Coulombs.

Determine: a)o maior valor da acelerao com a qual o carro pode ser movimentado para que o corpo comece a subir a rampa. b) a intensidade F da fora horizontal correspondente Dados: P = 100N Q = 500N sen = 0,6 cos = 0,8 2 g = 10m/s 04.(IME 1987) Um pndulo A, de peso PA=10N, solto com velocidade nula de uma posio horizontal e oscila livremente at a posio vertical, atingindo o pndulo B, de peso PB = 17N, que est inicialmente em repouso. Os pndulos tm o mesmo comprimento " = 0,45m. Devido ao choque (com coeficiente de restituio e=0,8), o pndulo B oscila at uma altura h desde a sua posio inicial.

DADOS: a) Q = 16 o Coulombs -3 b) M = 2 x 10 kg c) x = 3m d) y = 4m 2 e) a = 31,5 m/s f) C = 2 F

08.(IME 1987) O circuito abaixo (fig. 1) contm dois resistores no lineares, invariantes no tempo, e uma fonte de tenso constante.

Os resistores so definidos por suas respectivas curvas caractersticas dadas abaixo (fig. 2 e 3).

Determine o valor da corrente i, do circuito. 09.(IME 1987) Quando uma fonte brilhante de luz colocada a 30cm de uma lente h uma imagem a 7,5cm da mesma. H tambm uma imagem invertida fraca a 6cm da frente da lente, devida reflexo em sua superfcie frontal. Quando a lente invertida, a imagem invertida fraca est a 10cm da frente da lente. Determine: a) a distncia focal da lente. b) os raios de curvatura da lente. c) o ndice de refrao do material da lente. 10.(IME 1987) Uma fonte S e um detector D encontram-se no solo a uma distncia d entre si. Verifica-se que uma onda emitida diretamente se S chega a D em fase com a onda refletida por uma camada horizontal situada a uma altura h do solo. Os raios incidentes e refletidos formam ngulos iguais com a camada refletora. Elevando-se a camada de uma altura h pela primeira vez o sinal deixa de ser recebido em D. Desprezando a absoro da atmosfera, determine o comprimento de onda .

IME - VESTIBULAR 88/89FSICA - CFOEM01.(IME 1988) Considere o circuito representado na figura abaixo.

Aps um minuto do fechamento da chave K, a carga armazenada no capacitor transferida para uma esfera condutora de raio r. Uma carga pontual positiva q, colocada no ponto A, a distncia D da superfcie da esfera, sofre uma fora de repulso de 11.237,5 N.

Determine o campo magntico B no ponto P. 04.(IME 1988) Um fuzil dispara um projtil de 10g de massa que atinge normalmente e se engasta em um bloco de madeira de 990g, localizado em repouso sobre uma superfcie horizontal, sem atrito e preso a uma mola de constante elstica K = 100 N/m, como mostra a figura.

Determine o valor do raio da esfera, supondo uniforme a distribuio da carga na superfcie. Dados: = 3,1415 q = + 10 C -12 -1 -2 2 N m Coulomb 0= 8,85 x 10 -2 D = 5 x 10 m R1 = 10 R2 = 20 C= 10 F E= 120 V Obs.: Supor o capacitor descarregado antes do fechamento da chave. 02.(IME 1988) Na caixa X, situada entre os terminais b e c, h um elemento de circuito. Quando a chave S est fechada, no h corrente no trecho abcd. Quando S est aberta, a corrente que passa por R1 de 0,5 A.

Sabendo que o impacto provoca uma deformao de 10 cm na mola, sendo esta considerada com comportamento linear, determine a velocidade de impacto do projtil. 05.(IME 1988) Um feixe de luz linearmente polarizada incide sobre um polarizador que gira ao redor do eixo do feixe com uma velocidade angular = 7,0 rad/s. O fluxo de energia do feixe incidente 0 = 4,0 mW. Determine a energia luminosa que atravessa o polarizador no transcurso de uma volta completa. 06.(IME 1988) Um bloco B, de massa M = 50 kg, partindo do repouso em A, desliza sem atrito sobre a superfcie cilndrica AC, de raio R, impulsionado por uma mola BD linearmente elstica, cuja rigidez K = 1400 N/m e cujo comprimento natural 0,20m.

Determine: a)se o elemento X ativo (gerador) ou passivo (resistncia), justificando; b)se ativo, sua f.e.m. e resistncia interna; se passivo seu valor de resistncia . 03.(IME 1988)Um condutor cilndrico infinito, de raio a, contendo uma cavidade cilndrica, raio b, excntrica, infinitamente longa e paralela ao eixo do cilindro, conduz uma densidade de corrente constante

& jo

perpendicular ao plano do papel e com sentido positivo indicado na figura abaixo.

Determine: a) o trabalho realizado pelas foras que atuam no bloco, no percurso AC; b) a velocidade com que o mvel atinge o ponto C. 2 Dados: g = 10 m/s AD = 1,2 m

07.(IME 1988) A velocidade de um projtil, na sua altura mxima,

6 7 da sua velocidade quando

est voando na metade daquela altura.

Determine o ngulo de lanamento horizontal. Despreze a resistncia do ar.

0

em relao

08.(IME 1988) Uma mquina trmica opera em um ciclo e retira 100 kW de uma fonte quente temperatura de 1000 K, fornece 60 kW de potncia liquida e rejeita 40 kW para uma fonte fria 500 K. Determine se esta mquina termodinamicamente possvel. 09.(IME 1988) Um bloco de massa M = 1 kg est acoplado a uma mola horizontal sem massa, cuja constante elstica K igual a 16 N/m. Por sua vez a mola est fixada em uma parede rgida. O conjunto oscila em movimento harmnico sobre uma superfcie perfeitamente lisa. Em um dado instante t o bloco encontra-se a uma distncia x= 0,2 m do ponto de mximo alongamento experimentando uma velocidade v = 2 m/s. Determine: a) o perodo de oscilao do sistema; b) o mximo alongamento da mola; c) a acelerao no bloco no instante t. Dado: = 3,14 10.(IME 1988) A figura mostra uma pequena esfera pesada encaixada numa haste fina e muito leve que gira livremente, no plano hor1zontal, em torno de um eixo vertical que passa em sua extremidade A.

Uma fora radial atrai a esfera, fazendo com que ela se desloque em direo ao ponto A, a uma razo de 1m/seg. Quando a esfera est a 2m do ponto A, a haste gira numa razo de 0,1 rad/seg. Para o instante em que a esfera est a 1 m do ponto A, determine: a) a velocidade angular da haste; b) a acelerao angular da haste.

IME - VESTIBULAR 88/89FSICA1 QUESTO Um carro de corrida de Frmula 1 parte do repouso, atinge a velocidade de 216 km/h, freia e para no tempo total de 30 segundos. O coeficiente de atrito entre, as rodas e a estrada, que explorado ao limite durante a frenagem, = 0,5. Sabendo que as aceleraes, no perodo de velocidade crescente e no perodo de frenagem, so constantes, determine : a) a acelerao durante o perodo em que a velocidade est aumentando; b) a distncia total percorrida ao longo dos 30 segundos. 2 DADO: g = 10 m/s 2 QUESTO Um astronauta em traje espacial, e completamente equipado pode dar pulos verticais de 0,5 m na Terra. Determine a altura mxima que o astronauta poder pular em um outro planeta, sabendo-se que o seu dimetro um quarto do da Terra e sua massa especfica dois teros da terrestre. Considere que o astronauta salte em ambos os planetas com a mesma velocidade inicial. 3 QUESTO Uma massa M = 20 kg suspensa por um fio de comprimento " = 10m, inextensvel e sem peso, conforme mostra a figura.a a a

5 QUESTO Dois recipientes, condutores de calor, de mesmo volume, so interligados por um tubo de volume desprezvel e contm um gs ideal, inicialmente a 0 5 23 C e 1,5 x 10 Pa. Um dos recipientes e mergulhado 0 em um lquido a 127 C, enquanto que o outro, simultaneamente, mergulhado em oxignio, lquido a -173 C. Determine a presso de equilbrio do gs. Considere 0C= 273 K. 6 QUESTO 0 Trs lquidos distintos so mantidos T 1= 15 C, 0 0 T2 = 200 C T3= 25 C. Misturando os dois primeiros na razo 1:1,em massa, obtm-se uma temperatura de equilbrio de 18 C. Procedendo da mesma forma com os lquidos 2 e 3 ter-se-ia uma temperatura final de 0 24 C. Determine a temperatura de equilbrio se o primeiro e o terceiro lquido forem misturados na razo 3:1 em massa. 7 QUESTO A tenso E(t), definida pelo grfico mostrado na figura 2 aplicada ao circuito da figura 1, cujos componentes resistivos, invariantes no tempo, so definidos pelas curvas caractersticas dadas abaixo (figura 3 e 4).a a

a

A barra ABC gira em torno de seu eixo vertical com velocidade angular constante de forma que o fio atinge a posio indicada. Determine: a) a velocidade angular da barra: b) a trao no fio. 2 DADO: g = 10 m/s 4 QUESTO Uma bola elstica de massa M move-se, com velocidade v, na direo de um anteparo que se move no sentido contrrio, com velocidade u.a

Considere a massa do anteparo como infinitamente grande quando comparada com a massa da bola. Determine: a) a velocidade da bola depois do choque; b) o trabalho das foras elsticas durante o choque.

10 QUESTO Uma fonte sonora F produz um som puro com uma freqncia que pode ser variada. O observado O est situado de modo que OF seja perpendicular uma parede refletora distante x de F.

a

Esboce a forma de onda da corrente i(t), total, do circuito, em funo do tempo. 8 QUESTO Na figura abaixo, P1, P2 e P3 so trs placas metlicas de mesma rea, tendo P1 massa M1 e P2 massa M2 (M1>M2). A placa P3, paralela a P2, est fixa num pedestal isolante. O fio que liga P1 a P2 isolante e de massa desprezvel.a

Determine as duas freqncias mais baixas para as quais o som ouvido por O tenha intensidade mxima. DADOS: velocidade do som = 340 m/s

Na situao inicial (a da figura), a capacitncia entre P 2 e P3 C0. Determine a expresso literal da capacitncia C entre P2 e P3 quando P2 atingir a altura mxima em relao ao solo. Dados: - acelerao da gravidade: g - distncia inicial entre P2 e P3 : d0 - altura inicial de P1 e P2 em relao ao solo: h 9 QUESTO Um raio de luz parte do ponto A formando um ngulo a com a normal superfcie de separao entre os meios 1 e 2. Aps atravessar os meios 1, 2 e 3 cujos ndices de refrao so n1, n2 e n3 respectivamente, o raio atinge um anteparo. Sabe-se que n3 = n1. As superfcies de separao entre os meios e o anteparo so paralelas, conforme mostra a figura.a

A velocidade da luz no vcuo C. Determine: a) a distncia percorrida pelo raio de luz at atingir o anteparo; b) o tempo gasto pela luz para percorrer a distncia calculada acima.

IME - VESTIBULAR 89/90FSICA1 QUESTO A potncia p de uma hlice de avio depende do raio R da hlice, de sua velocidade angular w e da massa especfica do ar . Um aluno fica em dvida se a equao correta que liga ou P K R , estas grandezas P K R em que K uma constante adimensional. Identifique a equao correta e justifique sua afirmao. 2 QUESTO Ao teto de uma sala, deseja-se prender 3 molas iguais que devero equilibrar, na horizontal, uma haste rgida, delgada e de peso desprezvel, bem como uma viga pesada, homognea e uniforme, de tal modo que a haste suporte, em seu ponto mdio, a viga. Os pontos de fixao, no teto, devem formar um tringulo issceles de ngulo diferente em C.a a

3

5

5

3

Desprezando-se as resistncias e admitindo que os choques tenham o mesmo coeficiente de restituio, determine: a) o coeficiente de restituio dos choques. 0 b) a altura mxima aps o 2 choque. 2 Dado: g = 10 m/s 5 QUESTO Durante um processo, so realizados 100 kJ de trabalho sobre um sistema, observando-se um aumento de 55 kJ em sua energia interna. Determine a quantidade de calor trocado pelo sistema, especificando se foi adicionado ou retirado. 6 QUESTO Uma placa infinitamente rgida encontra-se suspensa do teto por duas cordas elsticas de comprimento "1. Uma terceira corda, igualmente elstica e de comprimento "2, tem uma extremidade fixada placa e outra submetida a uma fora vertical F2. Num dado instante, um pulso horizontal FH aplicado nesta ltima extremidade.a a

Determine a distncia x do ponto O, a partir da extremidade livre, em que a viga deve ser apoiada. 3 QUESTO Um bloco C desliza com velocidade constante sobre o trecho horizontal da pista e choca-se com o bloco D, de mesma massa, inicialmente em repouso. Em conseqncia, o bloco D desloca-se e ao passar no ponto mais alto B no exerce qualquer esforo sobre a pista. O bloco C continua em movimento e chega a subir na parte curva da pista at uma altura de 0,2m em relao ao trecho horizontal.a

Determine o tempo transcorrido entre a aplicao do pulso e a chegada das ondas transversais no teto, considerando as massas das cordas desprezveis na presena da massa da placa e uma trao constante ao longo cordas. Dados: - massa da placa: M = 210 kg - comprimento "1= 0,5 m - comprimento "2 =1,0 m - fora F2 = 300 N 2 - acelerao da gravidade: g = 10 m/s - massa por unidade de comprimento = 0.030 kg/m das cordas:

Desprezando a resistncia do ar e o atrito entre as superfcies, determine a velocidade do bloco C antes do choque. 2 Dados: g = 10 m/s ; r= 2,88 m 4 QUESTO Uma bola cai de uma altura H = 5m e saltita sobre uma placa rgida na superfcie da Terra. Um pesquisador observa que o tempo decorrido entre o incio de sua queda e o instante em que a bola atinge a altura mxima aps dois choques com a placa de 3,24 segundos.a

7 QUESTO Quer-se construir um recipiente de material opaco, em forma de cone, com uma determinada altura h.

a

10 QUESTO Na figura abaixo, v-se um tubo cuja parede de material isolante eltrico.

a

O recipiente deve ser construdo de modo tal que, quando totalmente cheio de um lquido, permita a qualquer observador localizado num ponto acima do plano definido pela superfcie livre do lquido, visualizar o vrtice interior do recipiente. Determine o menor valor possvel para o volume do recipiente. Considere: -ndice de refrao do ar = 1 -ndice de refrao do lquido = n 8 QUESTO A intensidade da corrente eltrica em um condutor metlico varia, com o tempo, de acordo com o grfico abaixo.a

Sendo a carga elementar de um eltron 1,6 x 10 C, determine: a) a carga eltrica que atravessa uma seo do condutor em 8,0 segundos b) o nmero de eltrons que atravessa uma seo do condutor durante esse mesmo tempo c) a intensidade mdia de corrente entre os instantes zero e 8 segundos 9 QUESTO A barra condutora AB com 50 cm de comprimento, 5 N de peso e resistncia eltrica desprezvel cai verticalmente com velocidade constante, fazendo contato com dois trilhos verticais, paralelos e sem atrito, com resistncias tambm desprezveis, conforme mostra a figura abaixo.a

-19

A tampa do tubo metlica e est fixa. Um disco, tambm metlico, de raio igual ao da tampa, desliza sem atrito com a parede, ficando sempre paralelo tampa, e mantendo fechado um gs perfeito na parte inferior do tubo. Entre a tampa e o disco existe vcuo. Inicialmente, o 3 volume ocupado pelo gs de 80 cm , na presso P1. A presso subir isotermicamente para um valor 1,01P1 quando o disco metlico descer at 15 cm do fundo do tubo, Neste instante, aplIca-se uma tenso de 10000 volts entre a tampa e o disco mvel. Calcule a energia eltrica armazenada entre as duas peas metlicas, Dados: -altura do tubo: 16 cm -12 2 2 -permissividade do vcuo: 0= 8,85 x 10 C /N .m

Perpendicularmente ao plano dos trilhos existe um campo de induo magntica uniforme intensidade de 0,5 T. Determine: a) a corrente na resistncia R b) a velocidade da barra AB.

& B , com

IME - VESTIBULAR 90/91FSICA1 QUESTO As transformaes politrpicas dos gases perfeitos so regidas peja equao P.V K , onde P a presso do gs, V o seu volume e n e K so constantes. Determine o valor de n para que a constante K tenha a dimensional de trabalho. 2 QUESTO Um observador escuta a buzina de um carro em duas situaes diferentes. Na primeira, o observador est parado e o carro se afasta com velocidade V; na segunda, o carro est parado e o observador se afasta com velocidade V. Em qual das duas situaes o tom ouvido pelo observador mais grave? Justifique sua resposta. 3 QUESTO Observe a figura abaixo.a a a

n

5 QUESTO Um fio preso na extremidade O atravessa a argola fixa A e sustenta um corpo de massa m = 3,2 kg. A densidade linear de massa do fio de 4 g/m. O corpo move-se formando um pndulo cnico conforme a figura.

a

Determine a menor freqncia possvel para uma onda estacionria que oscile na parte horizontal do fio. 2 Dado g = 10m/s 6 QUESTO IME 2003 Um jogador de futebol do Flamengo (F) conduz a bola aos ps, por uma reta junto lateral do campo, com uma velocidade constante V1 em direo linha divisria do gramado.a

Os dois compartimentos, isolados entre si, contm um gs perfeito, mesma temperatura, e so separados por um mbolo livre. Na situao mostrada, V1 = 2V2. Atravs de um processo isotrmico, retira-se parte da massa do compartimento 1 at que o novo volume de 2 seja o dobro de 1. Determine a frao de massa retirada do compartimento 1 . OBS.: despreze o atrito entre o mbolo e a parede. 4 QUESTO A figura mostra um bloco P" de massa 10 kg que parte do repouso em "A" e desce o plano inclinado com atrito cujo coeficiente cintico = 0,2.a

Um atleta do Botafogo (B), situado na linha divisria, avalia estar distante d metros do adversrio e " metros da lateral e parte com uma velocidade constante V2 > V1 em busca do adversrio para intercept-lo. Determine em que direo deve decidir correr o jogador botafoguense. 7 QUESTO. Uma barra condutora MN, de massa m [kg] de resistividade [ . m] , submetida a uma tenso V [V] entre suas extremidades, apoia-se em dois trilhos condutores e paralelos, que formam com a horizontal o um ngulo [ ] . No h atrito entre a barra e esses condutores e o conjunto est imerso em um campo magntico uniforme vertical, de intensidade B [ T ] . A barra permanece em repouso na posio indicada.a

Em "B", o bloco "P" choca-se com o bloco "Q" de massa 2 kg, inicialmente em repouso. Com o choque, "Q" desloca-se na pista horizontal, desliza sobre sua parte semicircular e vai cair sobre o ponto "B". Sabendo que as partes horizontal e semicircular da pista no tm atrito e que o coeficiente de restituio entre "P" e "Q" 0,8, determine a altura h. Obs: Despreze a resistncia do ar e as dimenses dos blocos.

Determine: a) o sentido da corrente na barra b) a seo reta da barra.

8 QUESTO Um poo tem seo reta quadrada, de lado ". Duas de suas paredes opostas so metlicas. Enche-se o poo, at a borda, com um lquido de constante dieltrica K e ndice de refrao n. Fazendo-se incidir um raio luminoso monocromtico em uma borda, com um ngulo em relao horizontal, o raio entrante atinge exatamente a aresta interna oposta, no fundo do poo.

a

D, em funo dos dados do problema, a expresso da capacitncia entre as duas placas metlicas do poo cheio pelo lquido. Dado: Permissividade do vcuo: 0 9 QUESTO (IME 2003) Trs baterias exatamente iguais (mesma f.e.m. e mesma resistncia interna) so, ligadas conforme indicado na figura abaixo.a

Determine a d.d.p. medida pelo voltmetro entre os pontos A e B, justificando sua resposta. 10 QUESTO Um submarino inimigo encontra-se a uma altura H do fundo do mar, numa regio onde a gravidade vale g e a gua pode ser considerada um fluido no viscoso, incompressvel, com massa especfica . Subitamente, a nave solta do seu interior uma misteriosa caixa 3 cbica de volume h e massa especfica 1,2 .a

Determine o tempo que a caixa gasta at tocar o solo. Dados: 2 g = 10 m/s H = 7,5 m 3 = 1000 kg/m h=2m

IME - VESTIBULAR 91/92FSICA1 QUESTO A figura mostra um tubo de comprimento " e seo reta quadrangular, constitudo da um material extremamente leve (massa desprezvel).a

O tubo suspenso por uma articulao que o deixa livre para girar num plano vertical. No fundo do tubo colocado um bloco de massa m. Determine a velocidade horizontal v a ser dada inicialmente extremidade inferior do tubo, para que o bloco comece a deslizar em seu interior exatamente no instante em 0 que o ngulo descrito pelo tubo for de 120 . Despreze todo e qualquer atrito. 2 QUESTO Um bloco de massa m encontra-se em repouso no ponto A situado sobre uma canaleta lisa, de raio R.a

4 QUESTO Um balo de borracha, esfrico, perfeitamente elstico e de peso desprezvel cheio com 1 kg de um gs ideal que ocupa 2 litros nas condies ambientais de 5 20C de temperatura e presso baromtrica de 10 Pa. Depois de cheio o balo mergulhado lentamente em um poo profundo que contm gua pura temperatura de 20 C, de tal modo que a temperatura do gs no varie. Supondo-se que o balo permanea esfrico e que esteja totalmente imerso, determine a que profundidade, medida da superfcie do lquido ao centro do balo, o mesmo permanecer parado 2 quando solto. Considere a gravidade local g = 10 m/s 3 e a massa especfica da gua = 1 g/cm . 5 QUESTO Um automvel cujo velocmetro no funciona est se deslocando com movimento retilneo uniforme. Possui um espelho retrovisor esfrico convexo, com raio de curvatura de 2 m. Ao entrar numa avenida cuja velocidade mxima permitida 50 km/h, o motorista pe em funcionamento um cronmetro no exato instante em que passa por uma trave graduada tendo 1,80 m de altura. Aps um tempo t = 14 s , a imagem da trave no espelho de 10 mm de altura. Determine se o automvel trafega dentro do limite de velocidade permitida. 6 QUESTO Um tubo sonoro, com 40 cm de comprimento, fechado numa extremidade e aberto na outra. No local onde se encontra o tubo a velocidade do som de 336 m/s. Determine as duas menores freqncias de ressonncia no interior do tubo. 7 QUESTO. Uma diferena de potencial da forma V(0,t)= Vm.sen t aplicada aos terminais de uma linha de transmisso sem perdas. Entre os pontos P e P', localizados a uma distncia de um quarto da onda do incio da linha (veja a figura), a diferena de potencial pode ser descrita por uma equao da forma V( /4,t)= A.sen t + B.cos t.a a a

a

Embora bloco esteja ligado a uma mola de rigidez K, massa desprezvel e comprimento livre R 2 , fixada ao ponto B, ele permanece em equilbrio devido ao de uma fora F. Entretanto, num dado instante, a fora F retirada. Admitindo-se que as espiras da mola sejam infinitamente finas, de modo que o bloco alcance o ponto B, determine a sua velocidade neste ponto. Dado: acelerao da gravidade g 3 QUESTO Sabe-se que a energia potencial gravitacional de um satlite em rbita terrestre dada pora

U

G.M.m r

onde -11 2 2 G = 6,67 x 10 Nm /kg (constante gravitacional) M = 6,00 x 1024

kg (massa da Terra) Determine os valores de A e B.

r = raio da rbita Sabendo que o raio da Terra vale R= 6370 km, calcule a energia mecnica de uma ma de 0,2 kg de massa deixada, por um astronauta, a uma distncia de 300 km da superfcie terrestre.

8 QUESTO Uma cpsula com capacidade para 12 litros contm 40 g de um gs perfeito cujo calor especfico, a volume constante, vale cV = 0,09 cal/g.K. Sabendo que a sua temperatura inicial de 127 C, determine a potncia da fonte para que a quantidade de calor a ser diretamente cedida ao gs possa triplicar a sua temperatura, em 3 minutos. 9 QUESTO Um pequeno bloco B de massa 0,002kg mantido em repouso no alto de uma rampa pela trao de um fio isolante eltrico, ligado a uma carga eltrica positiva Q, -3 de massa desprezvel, afastada de 3 x 10 m de uma carga negativa, de valor igual, fixada no fundo de um poo (ver a figura).a

a

Calcule o valor das cargas sabendo que, se o fio for cortado, o bloco levar 2 s para chegar ao fim da rampa, deslizando sem atrito (despreze a massa do fio). Dado: 9 2 2 valor da constante da lei de Coulomb: 9 x 10 N.m /C 10 QUESTO Com a chave K1 fechada e K2 aberta, a diferena de potencial entre os pontos A e B 90 V e a potncia eltrica que as fontes fornecem ao circuito 1 (CKT1) 360 W.a

Quando a chave K1 est aberta e K2 fechada, a corrente no resistor R 10 A. Determine o rendimento da fonte S (no ideal) quando a chave K1 est fechada e K2 aberta.

IME - VESTIBULAR 92/93FSICA1 QUESTO a b c Seja a equao T = 2M K L , onde T o tempo, M massa, K a

fora e L comprimento. Para comprimento

5 QUESTO Considere o veculo de massa M percorrendo uma curva inclinada, de ngulo , com raio R constante, a uma velocidade V.

a

que a equao seja dimensionalmente homognea, determine os valores de a, b e c. 2 QUESTO Determine se a temperatura do sistema aumenta, diminui ou permanece constante em cada uma das situaes abaixo. Justifique as suas concluses a a partir da 1 Lei da Termodinmica. a) o sistema no realiza trabalho, recebe 120 J de energia trmica e rejeita 80 J; b) o sistema no realiza trabalho, recebe 20 J de energia trmica e rejeita 80 J; c) o sistema recebe 100 J de energia trmica e realiza um trabalho de 100 J. d) o sistema sofre um trabalho de 50 J e rejeita 40 J de energia trmica. 3 QUESTO Sabemos que a luz uma onda eletromagntica e que o som uma onda mecnica. Por que, ento, observamos normalmente em nossa vida cotidiana difrao do som e no observamos difrao da luz? 4 QUESTO Na borda de uma mesa h vrias esferas pequenas de massas variadas. No solo, sobre a extremidade de uma gangorra, est um rato de 200g de massa, como mostra figura.a a a

Supondo que o coeficiente de atrito dos pneus com o solo seja , calcule as velocidades mnima e mxima com que este veculo, pode percorrer esta curva, sem deslizamento. 6 QUESTO Foi estabelecido vcuo entre dois hemisfrios ocos de raio R e com espessura de parede desprezvel.a

A diferena de presso entre o interior e o meio exterior p. Determine o valor da fora necessria para separar os hemisfrios. 7 QUESTO Um raio de luz incide sobre a face vertical esquerda de um cubo de vidro de ndice de refrao n1, como mostrado na figura.a

O plano de incidncia o da figura e o cubo est mergulhado em gua com ndice de refrao n2. Determine o maior ngulo que o raio incidente pode fazer com a face vertical esquerda do cubo para que haja reflexo interna total no topo do cubo. Um gato empurra uma esfera de massa M para cair na extremidade da gangorra oposta ao rato, na esperana de que este seja arremessado diretamente sua boca, ao passar pelo ponto mais alto da trajetria. O rato arremessado pela gangorra, passa sobre a cabea do gato, cai sobre a sua cauda e foge... O gato desapontado, pede que voc determine qual deveria ter sido a massa M da esfera para que seu plano tivesse dado certo. DADOS: h = 1 m y = 1,6 m z = 0,6 m 8 QUESTO Determine o comprimento L mnimo de um espelho de parede, de modo que uma pessoa com altura h possa se ver por inteiro no espelho, desde o topo da cabea at os ps. 9 QUESTO No circuito mostrado na figura existem cinco lmpadas iguais.a a

x

3 m 3

OBS: Despreze a resistncia do ar, as resistncias passivas e o peso da gangorra. Considere que metade da energia da queda da esfera absorvida pelo solo.

Quatro esto acesas e uma apagada. Determine a lmpada que est apagada e justifique sua resposta.

10 QUESTO Na figura abaixo, o bloco A um cubo de aresta a e massa especfica .

a

Sua face superior e esquerda est coberta por uma fina placa metlica de massa desprezvel, paralela a uma placa quadrada P, metlica, de lado a, fixada na rampa, a uma distncia do do bloco, o qual oscila sem atrito sobre a rampa partindo da posio indicada na figura. Sabendo que a acelerao da gravidade g, a permissividade do ar 0 e a capacitncia mnima entre as placas C, determine a expresso literal da constante da mola K (no instante da figura, a fora da mola nula)

IME - VESTIBULAR 93/94FSICA1 QUESTO Um extintor colocado em repouso sobre uma superfcie spera e, em seguida, aberta a torneira da mangueira.a

4 QUESTO Um cubo de 4 centmetros de aresta, feito de material dieltrico, tem a face inferior (ABCD) e a face superior (EFGH) cobertas por finas placas metlicas quadradas, entre as quais h uma tenso eltrica de 173 volts (a placa superior a de potencial mais positivo).

a

Admitindo que a massa lquida seja expelida com & velocidade v constante, que a mangueira tenha raio de seo reta r, que o lquido tenha densidade e que a mangueira permanea esticada na horizontal, determine a fora horizontal que a superfcie deve exercer sobre o extintor para mant-lo parado onde foi deixado. 2 QUESTO Uma pequena esfera est suspensa por um fio ideal que est preso ao teto de um vago. O trem faz uma curva plana horizontal de raio r, com velocidade de mdulo constante v. Determine o ngulo que o fio forma com a direo vertical. 3 QUESTO Entre duas placas metlicas iguais e paralelas, P1 e P2 inicialmente afastadas de d1 metros, h uma tenso eltrica de V1 volts. A placa P1 mantendo-se sempre paralela a P2 pode mover-se apoiada no bloco isolante termoeltrico "A" fixado no extremo de uma barra metlica "B" , de comprimento "1 metros, a qual est o inicialmente temperatura de t1 C.a a

Calcule o trabalho necessrio para se levar uma partcula de massa desprezvel , carregada -6 com + 2 x 10 Coulombs, do ponto "A" para o ponto H". 5 QUESTO Um fio de cobre, de comprimento " , seco S , percorrido por uma corrente eltrica , balana entre as faces X e Y de um im, suspenso por tirantes rgidos (de massa desprezvel) de comprimento L,como mostra a figura abaixo.a

Determine:

Aquecendo-se a barra at t2 C a tenso entre as placas fica igual a V2 volts. Determine, em funo dos dados, a expresso literal da constante de dilatao trmica linear, da barra "B". Despreze as massas do bloco " A " e da placa P 1 e suponha o bloco "A" indeformvel.

o

a) a direo e o sentido do campo magntico B gerado pelo im, para manter o fio de cobre na posio indicada na figura. b) a expresso da corrente eltrica para que o fio de cobre permanea na posio mostrada na figura. c) o sentido da corrente . Dados: a massa especfica do cobre igual a e a acelerao da gravidade a g 6 QUESTO Um mssil viajando paralelamente superfcie da Terra com uma velocidade de 180 m/s, passa sobre um canho altura de 4800 m no exato momento em que seu combustvel acaba. Neste instante, o canho 0 dispara a 45 e atinge o mssil. O canho est no topo de uma colina de 300 m de altura.a

&

Sabendo-se que a acelerao local da gravidade 2 g = 10 m/s , determine a altura da posio de encontro do mssil com a bala do canho, em relao ao solo. Despreze a resistncia do ar. 7 QUESTO Uma corda, presa nas duas extremidades, possui um corpo fixo de massa m, localizado no meio do seu comprimento. Ao ser distendida, como mostra a figura, fica sujeita a uma fora de trao f.a

ouvido por um observador que est imvel no ponto de lanamento com uma freqncia de 400 Hz. Desprezando os efeitos do atrito com o ar e da rotao da Terra, determine a freqncia com que o observador ouvir um som emitido 17 segundos aps o incio da descida. DADOS: acelerao da gravidade: 2 g = 10 m/s , velocidade do som: VS = 340 m/s.

Determine a freqncia das pequenas oscilaes do corpo fixo, quando se libera a corda. Despreze a massa da corda e a ao da gravidade.a

8 QUESTO Um pescador desenvolveu um mtodo original de medir o peso dos peixes pescados. Ele utiliza uma vara com uma linha de 2 m de comprimento e um frequencmetro. Ao pescar um peixe, ele "percute" a linha na posio da figura e mede a freqncia do som produzido.

O pescador quer selecionar uma linha adequada, de modo que para um peixe de peso 10 N ele obtenha uma freqncia fundamental de 50 Hz. Determine a massa (em gramas) da linha que deve ser utilizada para obter o resultado desejado. 9 QUESTO Pretende.se colocar ar sob presso em um reservatrio de volume V. A operao se faz isotermicamente. Utiliza-se uma bomba mostrada na figura onde as vlvulas A e B impedem o fluxo do ar em sentido inverso ao indicado pelas setas.a

O volume da bomba descomprimida (a presso atmosfrica) V0. a) estando inicialmente o reservatrio na presso atmosfrica, determine a expresso da presso absoluta no reservatrio aps N compresses da bomba; b) voltando condio inicial, considere agora a operao como adiabtica e determine a expresso da presso absoluta no reservatrio aps N+1 compresses da bomba. OBS: D as respostas em funo das variveis, patm, V, V0, N e . Considere o ar como gs perfeito. 10 QUESTO Uma fonte sonora arremessada verticalmente a partir da superfcie da Terra. O som emitido no momento em que a fonte atinge o ponto mais alto da trajetria a

01.(IME 1994) A figura abaixo representa pontos imersos num campo eltrico. Pede-se: a) o trabalho eltrico necessrio para levar uma carga puntiforme de + 2 C do ponto A para o ponto G, seguindo o itinerrio ABCDEFG, mostrado na figura. VA = +2V VD = -1V VG = +6V VB = +3V VE = +4V VC = +3V VF = -2V

b) A altura do objeto. 06.(IME 1994) Considere um reservatrio cheio de gua com 20 metros de profundidade cuja nica vazo ser feita atravs de um balde com capacidade mxima de 2 litros. A cada balde com gua que sai do reservatrio vibra-se, em sua borda, um diapaso cuja freqncia de 170 Hz. Sabendo que aps o vigsimo balde com gua, escuta-se um reforo no som e que o consumo dirio de 160 litros, determine aps quantos dias o reservatrio ir secar. DADOS: Velocidade do som no ar = 340 m/s 07.(IME 1994) Em uma fbrica de bombons, tabletes de balas caem continuamente sobre o prato de uma balana, que originalmente indicava leitura nula. Eles caem de uma altura de 1,8m razo de 6 por segundo. Determine a leitura da escala da balana, ao fim de 10s, sabendo que cada tablete tem massa de 10 g e as colises so completamente inelsticas. NOTA: Despreze a resistncia do ar. . 2 Considere g =10m/s 08.(IME 1994) Um objeto, feito de uma liga de ouro e prata com massa de 400 gramas imerso em leo, cuja massa 3 especfica vale 0,8 kg/dm . Observa-se uma perda aparente de peso correspondente a 25 g de massa. Determine o percentual de ouro e de prata usado na liga, sabendo-se que a massa especfica do ouro de 3 3 20 g/cm e a da prata de 10g/cm . 09.(IME 1994) Uma bola de borracha de massa m e raio R submersa a uma grande profundidade h em um lquido de massa especfica . Determine a expresso da altura, acima do nvel do lquido que a bola atingir ao ser liberada. OBS. : Desprezar as resistncias da gua e do ar e a possvel variao volumtrica da bola. 10.(IME 1994) De dois pontos A e B situados sobre a mesma vertical, respectivamente, a 45 metros e 20 metros do solo, deixa-se cair no mesmo instante duas esferas, conforme mostra a figura abaixo.

b) Determine a energia que seria armazenada num capacitor de 2 F se ele fosse ligado entre os pontos C eF. 02.(IME 1994) A figura abaixo mostra um canho magntico sem atrito, que tem dimenses d = 10 m , L= 0,1 m e campo magntico B = 100 T.

Determine a corrente na armadura necessria para acelerar 100g ( incluindo a armadura) de zero a 11,3 km/s no final do canho. 03.(IME 1994) Um tanque rgido contm um determinado gs a uma temperatura de 300 K. Durante o seu transporte o tanque fica exposto a uma incidncia de energia solar absorvendo 40 KJ/h. Considerando um perodo de trs horas de exposio, determine: a) O trabalho realizado pelo gs. Justifique sua resposta. b) A temperatura final do gs. DADO: Capacidade trmica do gs: 2 KJ/K 04.(IME 1994) Um feixe de luz com polarizao plana combinado com um feixe de luz com polarizao circular. Quando o feixe composto atravessa uma placa polarizadora, observa-se que a intensidade da luz transmitida varia por um fator de 7, dependendo da orientao da placa. Determine as intensidades relativas dos dois feixes. 05.(IME 1994) A imagem ntida de um objeto obtida em uma tela devido a uma lente convergente de distncia focal f. A altura da imagem A1. Mantendo constante a distncia D entre o objeto e a tela, quando deslocamos a lente encontramos uma outra imagem ntida de altura A 2. Determine: a) As distncias entre o objeto e a lente nas duas posies mencionadas;

Uma prancha se desloca no solo, horizontalmente, com movimento uniforme. As esferas atingem a prancha em pontos que distam 2,0 metros. Supondo a 2 acelerao local da gravidade igual a 10 m/s e desprezando a resistncia do ar, determine a velocidade da prancha.

IME - VESTIBULAR 95/96FSICA1a QUESTO A figura a seguir mostra um hemisfrio oco e liso, cujo plano equatorial mantido fixo na horizontal. 5a QUESTO De acordo com a figura a seguir, o veculo 1, de massa total M, descreve uma trajetria circular de raio R, como uma velocidade tangencial e constante v.

Duas partculas de massas m1 e m2 so largadas no mesmo instante, de dois pontos diametralmente opostos, A e B, situados na borda do hemisfrio. As partculas chocam-se e, aps o choque, m1 sobe at uma altura h1 e m2 sobe at uma altura h2. Determine o coeficiente de restituio do choque. Sabe-se que h1= R/2 e h2=R/3, onde R o raio do hemisfrio. 2a QUESTO Uma mesa giratria tem velocidade angular constante , em torno do eixo y. Sobre esta mesa encontram-se dois blocos, de massa m e M, ligados por uma corda inelstica que passa por uma roldana fixa mesa, conforme a figura a seguir.

Estabelea a possibilidade do veculo 1 ser considerado como um referencial inercial para o movimento do veculo 2 no seu interior. 6a QUESTO Um feixe de luz branca, cujos comprimentos de onda esto no intervalo de 4000 Angstron a 7000 Angstron, incide perpendicularmente em uma rede de difrao de 8000 linha/cm. Determine o nmero de ordens de interferncia, para todo o espectro visvel, possveis de ocorrer em um anteparo paralelo rede de difrao. 7a QUESTO A freqncia fundamental de um tubo de rgo aberto nas duas extremidades 300Hz. Quando o ar no interior do tubo substitudo por hidrognio e uma das extremidades fechada, a freqncia fundamental aumenta para 582Hz. Determine a relao entre a velocidade do som no hidrognio e a velocidade do som no ar. 8a QUESTO Uma esfera de plstico, macia, eletrizada, ficando com uma densidade de carga superficial = +0,05 Coulombs/m2. Em conseqncia, se uma carga puntiforme q=+1 Coulomb fosse colocada exteriormente a 3 metros do centro da esfera, sofreria uma repulso de 0,02 Newtons. A esfera descarregada e cai livremente de uma altura de 750 metros, adquirindo ao fim da queda uma energia de 0,009 Joules. Determine a massa especfica do plstico da esfera. Dado: acelerao da gravidade: g=10m/s2

Considerando que no existe atrito entre a mesa e o bloco M, determine o coeficiente de atrito mnimo entre os dois blocos para que no haja movimento relativo entre eles. Considere d a distncia dos blocos ao eixo de rotao. Despreze as massas da roldana e da corda. 3a QUESTO Um corpo recebe 40 Joules de calor de um outro corpo e rejeita 10 Joules para um ambiente. Simultaneamente, o corpo realiza um trabalho de 200 Joules. Estabelea, baseado na primeira lei da termodinmica, o que acontece com a temperatura do corpo em estudo. 4a QUESTO Um balo esfrico de raio 3 metros deve ser inflado com um gs ideal proveniente de um cilindro. Admitindo que o processo ocorra isotermicamente, que o balo esteja inicialmente vazio e que a presso final do conjunto cilindrobalo seja a atmosfrica, determine: a) o trabalho realizado contra a atmosfera durante o processo; b) o volume do cilindro. Dados: presso atmosfrica: 1kgf/cm2 presso inicial do cilindro: 125kgf/cm2 =3,1

9a QUESTO Um capacitor de placas paralelas est carregado com +1 Coulomb, havendo entre as placas uma distncia de d 1 metros. Em certo instante, uma das placas afastada da outra, em movimento uniforme, e, mantendo-a paralela e em projeo ortogonal placa fixa, faz-se a distncia entre elas variar conforme o grfico a seguir, sendo d 2 o mximo afastamento.

Esboce os grficos da tenso v(t) e da carga q(t) no capacitor, entre 0 e 2T segundos. Dados: capacitncia em t=0: 1 F rea de cada placa: A m2 10a QUESTO No circuito representado a seguir, o ampermetro A, ideal, indica I=2A.

Determine: a) o valor da resistncia R; b) a quantidade de calor desenvolvida em R5, num intervalo de tempo igual a 10 minutos. Dados: Bateria 1: fem E1=9V; resistncia interna r1=1,5 Bateria 2: fem E2=3V; resistncia interna r2=0,5 Bateria 3: fem E3=12V; resistncia interna r3=2 R1 = 2 R2 = R3 = 4 R4 = 12 R5 = 1

IME - VESTIBULAR 96/97FSICA1 Questo Suponha que a velocidade de propagao v de uma onda sonora dependa somente da presso P e da massa especfica do meio , de acordo com a expresso: v=Px y a

4 Questo: Uma barra uniforme e homognea de peso P, tem seu centro de gravidade (C.G.) na posio indicada na figura abaixo. A nica parede considerada com atrito aquela na qual a extremidade esquerda da barra est apoiada. O mdulo da fora de atrito Fat igual ao peso da barra. Determine o valor do ngulo na posio de equilbrio, em funo do comprimento da barra L e da distncia entre as paredes a.

a

Use a equao dimensional para determinar a expresso da velocidade do som, sabendo-se que no existe constante adimensional entre estas grandezas. 2 Questo Um disco rotativo paralelo ao solo mostrado na figura. Um inseto de massa m = 1,0 g est pousado no disco a 12,5 cm do eixo de rotao. Sabendo-se que o coeficiente de atrito esttico do inseto com a superfcie do disco e = 0,8, determine qual o valor mnimo da velocidade angular, em rpm (rotaes por minuto), necessrio para arremessar o inseto para fora do disco. Dado: g = 10 m/s2 a

5 Questo Dois corpos, cujas temperaturas iniciais valem T1 e T2, interagem termicamente ao longo do tempo e algumas das possveis evolues so mostradas nos grficos abaixo. Analise cada uma das situaes e discorra a respeito da situao fsica apresentada, procurando, caso procedente, tecer comentrios acerca dos conceitos de reservatrio trmico e capacidade trmica. Fundamente, sempre que possvel, suas afirmaes na Primeira Lei da Termodinmica.

a

3 Questo Um corpo de 4 kg puxado para cima por uma corda com velocidade constante igual a 2 m/s. Quando atinge a altura de 7 m em relao ao nvel da areia de um reservatrio, a corda se rompe, o corpo cai e penetra no reservatrio de areia, que proporciona uma fora constante de atrito igual a 50 N. verificado que o corpo leva 4 s dentro do reservatrio at atingir o fundo. Faa um esboo grfico da velocidade do corpo em funo do tempo, desde o instante em que a corda se rompe (Po) at atingir o fundo do reservatrio (P2), indicando os valores para os pontos Po, P1 e P2, sendo P1 o incio do reservatrio. Dado: g = 10 m/s2

a

6 Questo Afinando um instrumento de cordas, um msico verificou que uma das cordas estava sujeita a uma fora de trao de 80 N e que ao ser dedilhada, vibrava com uma freqncia 20 Hz abaixo da ideal. Sabendo-se que a parte vibrante da corda tem 100 cm de comprimento, 0,5 g de massa e que deve ser afinada no primeiro harmnico, determine a fora de trao necessria para afinar a corda. 7 Questo Na figura abaixo, a partcula A, que se encontra em queda livre, passa pelo primeiro mximo de interferncia com velocidade de 5 m/s e, aps um segundo, atinge o mximo central. A fonte de luz F monocromtica com comprimento de onda de 5000 Angstrons e a distncia d entre os centros da fenda -6 dupla igual a 10 m. Calcule a distncia L. Dado: acelerao da gravidade = 10 m/s .2 a

a

10 Questo Considere uma barra condutora reta (CD) com um corpo de massa M a ela ligada, imersa em uma regio com um campo magntico uniforme B, podendo se mover apoiada em dois trilhos condutores verticais e fixos. O comprimento da barra igual a 500 mm e o valor do campo igual a 2 T. Determine a massa (conjunto corpo + barra) que permitir o equilbrio do sistema quando uma corrente igual a 60 A circular na barra. Dados: Acelerao da gravidade g = 10 m/s ; Despreze o atrito entre a barra e os trilhos.2

a

8 Questo Na figura abaixo, as placas metlicas P1 e P2 esto inicialmente separadas por uma distncia d = 12 cm. A placa P1 est fixada na superfcie plana S e a placa P2 est colocada na face de um cubo de madeira de massa M, que pode deslizar sem atrito sobre S. A capacitncia entre as placas de 6 F. Dispara-se um tiro contra o bloco de madeira com uma bala de massa m, ficando a bala encravada no bloco. Oito milisegundos aps o impacto, a capacitncia iguala-se a 9 F. Determine a velocidade da bala antes do impacto. (Despreze a resistncia do ar e a massa de P2). Dados: M = 600 g; m = 6 g

a

9 Questo No circuito da figura abaixo, as chaves CH1 e CH2 esto abertas e o ampermetro A indica que existe passagem de corrente. Quando as duas chaves esto fechadas, a indicao do ampermetro A no se altera. Determinar: a) o valor da resistncia R2; b) a potncia dissipada por efeito Joule na resistncia R2 quando CH1 e CH2 esto fechadas. Dados: Bateria 1: fem E1= 12 V; resistncia interna r1 = 1 ;Bateria 2: fem E2= 12 V; resistncia interna r2 = 1 ; Resistncia do ampermetro A: r3 = 2 e R1 = 9

a

IME - VESTIBULAR 97/98FSICAQuesto 1 Na figura os objetos A e B pesam, respectivamente, 40 N e 30 N e esto apoiados sobre planos lisos, ligados entre si por uma corda inextensvel, sem peso, que passa por uma polia sem atrito. Questo 4 Um corpo constitudo de um material de densidade relativa gua igual a 9,0 pesa 90 N. Quando totalmente imerso em gua, seu pelo aparente de 70 N. Considere a acelerao local da gravidade g = 10 2 3 m/s e a massa especfica da gua igual a 1,0 g/cm . a) Faa o diagrama das fora que atuam no corpo imerso na gua e identifique essas foras; b) Conclua, por clculo, se o corpo oco ou macio. Questo 5 Em uma experincia de laboratrio, certo dispositivo colocado no ponto A, situado H metro acima do solo, lana uma pequena esfera que dever passar por cima de um prisma de vidro de altura 2 H e atingir um sensor ptico colocado em um ponto B afastado 2 L metros do ponto A, conforme a figura abaixo. Simultaneamente com o lanamento da esfera, o mesmo dispositivo emite um raio de luz monocromtica, perpendicular face vertical do prisma, que ir atingir o sensor em B.

Determinar o ngulo houver equilbrio. Questo 2

e a tenso na corda quando

Entre duas placas metlicas paralelas e que constituem um capacitor de capacitncia C = 0,08 F, coloca-se um fio de nilon que vibra com freqncia fundamental f1 = 100 Hz.

Retira-se o fio, altera-se a distncia entre as placas e coloca-se entre elas um outro fio de nilon, com as mesmas propriedades fsicas do primeiro, porm de comprimento tal que, agora, a freqncia fundamental de vibrao seja f2 = 250 Hz. Sabendo que as placas permanecem sempre carregadas co Q = 2 C, determine a tenso eltrica entre elas na segunda distncia da experincia. OBS: No considere o efeito dieltrico do fio de nilon. Questo 3 Considere um calormetro onde existe uma certa massa de lquido. Para aquecer o conjunto o o lquido-calormetro de 30 C para 60 C so necessrio Q1 J. Por outro lado, Q2 J elevam de 40 o o C para 80 C o calormetro juntamente com o triplo da massa do lquido. a) Determine a capacidade trmica do calormetro nas seguintes situaes: Q1 = 2000 J e Q2 = 4000 J Q1 = 2000 J e Q2 = 7992 J b) Com base nestes dados, em qual das duas situaes a influncia do material do calormetro pode ser desconsiderada? Justifique sua concluso. Determine, literalmente: a) o tempo que a esfera levar para ir do ponto A ao ponto B; b) o tempo que o raio luminoso levar para ir do ponto A ao ponto B; c) o tempo de que dispomos para retirar o sensor do ponto B, logo aps ter sido excitado pelo raio de luz Dados: ngulo de lanamento da esfera horizontal que passa pelo ponto A: Acelerao da gravidade: g com a

Velocidade inicial da esfera: Vo Considere o ndice de refrao do ar igual a 1.

Questo 6 Um circuito constitudo com o objetivo de aquecer um recipiente adiabtico que contm 1 litro de gua o a 25 C. Considerando-se total a transferncia de calor entre o resistor e a gua, determine o tempo estimado de operao do circuito da figura abaixo para que a gua comece a ferver. Sabendo que o espelho est inclinado de 30 , conforme a figura, determine: a) o tempo gasto para que o objeto atinja o espelho; b) as componentes horizontal e vertical, em funo do tempo, do vetor velocidade da imagem do objeto lanado. Dado: Dados: calor especfico da gua: 1 cal/g C; massa especfica da gua: 1 kg/"; temperatura necessria para ferver a gua: 100 o C. Questo 7 Um bloco de um material isolante eltrico, de peso 5 N, abandonado do repouso na situao da figura abaixo. Na queda, o bloco puxa a placa metlica inferior, P2, de um capacitor enquanto a placa superior, P1, permanece fixa.o o

acelerao da gravidade: g Questo 9 Na figura abaixo, uma corda fixada a uma parede e depois de passa por uma roldana tensionada por uma esfera metlica com 330 g de massa. Uma segunda esfera metlica, firmemente presa ao solo, colocada verticalmente abaixo da primeira.

Determine a tenso eltrica no capacitor quando a mola atinge a compresso mxima. Dados: Constante da mola: 30 N/m; Carga do capacitor: q = 18 C; Capacitncia inicial: Co = 9 F; Distncia inicial entre as placas: do = 32 cm; Distncia inicial entre o bloco e a mola: h = 8 cm. Questo 8 Um objeto lanado da superfcie de um espelho, o segundo um ngulo de 30 com a horizontal, com velocidade inicial Vo.

Sabendo que a distncia entre a parede e a roldana de 0,50 m e que distncia entre os centros das esferas de 10 cm, determine a freqncia de ressonncia do trecho da corda entre a parede e a roldana: a) com as duas esferas descarregadas; b) com as duas esferas carregadas, a primeira com -7 uma carga eltrica de +1,0 10 C e a segunda -6 com uma carga eltrica de 2,0 10 C. Dados: acelerao da gravidade: g = 9,8 m/s ; permissividade do vcuo: densidade linear da corda: Questo 10 Um pequeno cesto preso em uma haste que o faz girar no sentido horrio com velocidade constante. Um carrinho, com velocidade de 1,5 m/s, traz consigo um brinquedo que arremessa bolinhas na vertical para cima com velocidade de 5,5 m/s.o 2

= 8,8

10

-12

F/m;

= 2,0 g/m.

Quando o carrinho est a uma distncia de 2 m do eixo onde a haste presa, uma bolinha lanada. Neste instante, o cesto est na posio mais baixa da trajetria (posio A), que a altura do cho e a do lanamento da bolinha.

A bolinha arremessada e entra, por cima, no cesto quando este est na posio B indicada na figura. Determine: a) o vetor velocidade da bolinha ao entrar no cesto; b) a menor velocidade angular do cesto para que a bolinha entre no cesto. Dado: g = 10 m/s .2

IME - VESTIBULAR 98/99FSICA1 Questo Uma gota de chuva cai verticalmente com velocidade constante igual a v. Um tubo retilneo est animado de translao horizontal com velocidade constantea

posio, passa a ter seu limite de visada na interseo do fundo com a mesma geratriz (ponto D). Determine o ndice de refrao do lquido. b) Uma mquina fotogrfica obtm, em tamanho natural, a fotografia de um objeto quando sua lente est a 10 cm do filme. Determine a separao que deve existir entre a lente e o filme para que se obtenha a fotografia ntida de um coqueiro que se encontre a uma grande distncia.

3.

Determine o ngulo , de modo que a gota de chuva percorra o eixo do tubo. 2 Questo Um cilindro com um mbolo mvel contm 1 mol de um gs ideal que aquecido isobaricamente de 300 K at 400 K. Ilustre o processo em um diagrama presso versus volume e determine o trabalho realizado pelo gs, em joules. Dados: - constante universal dos gases ideais: R = 0,082 (atm ")/(mol.K); 5 - 1 atm = 10 Pa. 3 Questo a) Um recipiente cilndrico de paredes opacas est posicionado de tal forma que o observador s tenha visada at a profundidade indicada pelo ponto E sobre a geratriz oposta ao observador, como mostra a figura.a a

4 Questo Ao encher-se um recipiente com gua, o som produzido fica mais agudo com o passar do tempo. a) Explique por que isto ocorre; b) Determine uma expresso para a freqncia fundamental do som em funo do tempo, para o caso de um recipiente cilndrico com 6 cm de dimetro e 30 cm de altura, sabendo que a 3 vazo do lquido de 30 cm /s. Suponha que a velocidade do som no ar no interior do recipiente seja 340 m/s. 5 Questo Uma partcula de massa m e carga q viaja a uma velocidade v at atingir perpendicularmente uma regio sujeita a um campo magntico uniforme B.a

a

Desprezando o efeito gravitacional e levando em conta apenas a fora magntica, determine a faixa de valores de B para que a partcula se choque com o anteparo de comprimento h localizado a uma distncia d do ponto onde a partcula comeou a sofrer o efeito do campo magntico.

Colocando-se um determinado lquido no recipiente at a borda, o observador, na mesma

6 Questo Uma escada de 4,0 m de comprimento est apoiada contra uma parede vertical com a sua extremidade inferior a 2,4 m da parede, como mostra a figura. A escada pesa 20 kgf e seu centro de gravidade est localizado no ponto mdio. Sabendo que os coeficientes de atrito esttico entre a escada e o solo e entre a escada e a parede so, respectivamente, 0,5 e 0,2, calcule:

a

8 Questo Uma esfera A de massa mA lanada horizontalmente com velocidade vA, colidindo com uma esfera B de massa mB. A esfera B, inicialmente em repouso, suspensa por um fio ideal de comprimento L fixo no ponto P e, aps a coliso, atinge a altura mxima hB conforme mostra a figura.

a

a) a altura mxima, em relao ao solo, a que um homem de 90 kgf de peso pode subir, sem provocar o escorregamento da escada; b) a distncia mxima da parede a que se pode apoiar a parte inferior da escada vazia, sem provocar escorregamento. 7 Questo No extremo de uma mola feita de material isolante eltrico est presa uma pequena esfera metlica com carga Q1. O outro extremo da mola est preso no anteparo AB. Fixa-se uma outra esfera idntica com carga Q2, distncia de 5,2 m do anteparo, conforme a figura abaixo, estando ambas as esferas e a mola colocadas sobre um plano de material dieltrico, perfeitamente liso. Em conseqncia, a mola alongase 20% em relao ao seu comprimento original, surgindo entre as esferas uma fora de 0,9 N.a

Sabendo que toda a energia perdida com o choque foi convertida em calor, que as esferas A e B so de mesmo material e que, imediatamente aps o choque, a esfera A sofre uma variao de o temperatura de 0,025 C, enquanto que a esfera B o sofre uma variao de temperatura de 0,010 C, determine o calor especfico do material que compe as esferas. Dados: 1 cal = 4 J; mA = 2,0 kg; vA = 4,0 m/s; mB = 5,0 kg; 2 L = 40 cm; g = 10 m/s . 9 Questo Um objeto de massa m construdo ao seccionar-se ao meio um cubo de aresta a pelo plano que passa pelos seus vrtices ABCD, como mostrado nas figuras abaixo. O objeto parcialmente imerso em gua, mas mantido em equilbrio por duas foras F1 e F2. Determine: a) o mdulo do empuxo que age sobre o objeto; b) os pontos de aplicao do empuxo e do peso que agem sobre o objeto; c) os mdulos e os pontos de aplicao das foras verticais F1 e F2 capazes de equilibrar o objeto. Dados: acelerao da gravidade (g); massa especfica da gua ( ); profundidade de imerso (h); a massa m uniformemente distribuda pelo volume do objeto.a

Determine qual deve ser o valor de Q2 para que a mola se alongue 120% comprimento original. Dados: constante eletrosttica do ar: K = 9 x 10 (unidades do S.I.); Q1 C e Q2= - 40 C.9

10 Questo Uma bolinha de 50 g largada da altura de 20 m. O vento est soprando e, alm da acelerao da gravidade, a bolinha fica sujeita a uma acelerao horizontal, varivel com o tempo, dada por 2 ax = 2 t m/s . a) Faa o grfico da componente horizontal da acelerao, desde o instante inicial at o instante em que a bolinha atinge o cho; b) Determine: b1) o vetor velocidade da bolinha, no instante em que ela atinge o cho; b2) a variao da energia total da bolinha entre o momento em que ela largada e o momento em que atinge o cho. Dado: acelerao da gravidade = 10 m/s .2

a

IME - VESTIBULAR 99/2000FSICA1 QUESTO Um esquim aguarda a passagem de um peixe sob um plat de gelo, como mostra a figura abaixo.a

3 QUESTO Deslocando-se em uma pista retilnea horizontal, os dois carrinhos de madeira A e B, representados na figura abaixo, colidem frontalmente, sendo 0,8 o coeficiente de restituio do choque. Sobre a face posterior do carrinho A est fixada uma placa metlica P1, que, no instante do choque, dista 3 m de uma placa metlica idntica P2, fixada no ponto F.

a

Ao avist-lo, ele dispara sua lana, que viaja com uma velocidade constante de 50 m/s, e atinge o peixe. Determine qual era a velocidade v do peixe, considerando que ele estava em movimento retilneo uniforme na direo indicada na figura. OBS: suponha que a lana no muda de direo ao penetrar na gua. Dados: ndice de refrao do ar: nar=1 ndice de refrao da gua: ngua = 1,33 2 QUESTO Um cilindro contm oxignio presso de 2 atmosferas e ocupa um volume de 3 litros temperatura de 300 K. O gs, cujo comportamento considerado ideal, executa um ciclo termodinmico atravs dos seguintes processos: Processo 1-2: aquecimento presso constante at 500K.a

Sabendo-se que entre as duas placas existe uma capacitncia de 8 F e uma tenso de 12 V, determine: a carga eltrica, a capacitncia e a tenso eltrica entre as placas 0,5 s aps o choque. 4 QUESTO Um cubo de gelo encontra-se totalmente imerso em um reservatrio adiabtico com 200 m" de gua a o 25 C. Um fino arame o conecta a um dinammetro -1 que indica uma fora de 3,2 10 N. Sabe-se que a densidade da gua e do gelo so, respectivamente, 3 3 1 g/cm e 0,92 g/cm , enquanto que os calores o especficos so respectivamente de 1 cal/g C e o 0,5 cal/g C. O calor latente de fuso do gelo 80 cal/g. Considere a acelerao da gravidade como 2 10 m/s .a

Processo 2-3: resfriamento volume constante at 250K.

Processo 3-4: resfriamento presso constante at 150K.

Processo 4-1: aquecimento volume constante at 300K.

Ilustre os processos em um diagrama pressovolume e determine o trabalho executado pelo gs, em Joules, durante o ciclo descrito acima. Determine, ainda, o calor lquido produzido ao longo deste ciclo. Dado: 1 atm = 10 Pa. Determine a fora indicada pelo dinammetro o quando a temperatura da gua for de 15 C, assim como a massa do bloco de gelo neste momento.5

5 QUESTO Em um cubo de massa uniformemente distribuda, com 10 cm de lado, foram feitos 5 furos independentes sobre as diagonais de uma das faces e perpendiculares mesma. O primeiro furo possui como centro o ponto de encontro das diagonais, com raio de 2 cm e profundidade de 7 cm. Os demais furos so idnticos, com centros a 4 cm do centro da face, raios de 1,5 cm e profundidades de 5 cm. Sobre o primeiro furo, solidarizou-se um cilindro de 2 cm de raio e 10 cm de altura, de modo a preencher totalmente o furo. O conjunto foi colocado em um grande recipiente contendo gua, mantendo-se a face furada do cubo voltada para cima. Observou-se que o conjunto flutuou, mantendo a face inferior do cubo a 9 cm sob o nvel da gua. Determine a intensidade e o sentido da fora, em Newtons, que deve ser mantida sobre a face superior do cilindro, para manter somente 1 cm de cilindro acima do nvel da gua. Dados: massa especfica da gua: 1 g/cm . 2 acelerao da gravidade: 10 m/s . 6 QUESTO 1. Um observador, estando a 20 cm de distncia de um espelho esfrico, v sua imagem direita e ampliada trs vezes. Qual o tipo de espelho utilizado? (justifique) 2. Suponha que raios solares incidam no espelho do item 1 e que, quando refletidos, atinjam uma esfera de cobre de dimenses desprezveis. Calcule a posio que esta deva ser colocada em relao ao espelho, para que seu aumento de temperatura seja mximo. Calcule, ainda, a intensidade da fora necessria para manter a esfera em repouso, nesta posio, uma vez que a esfera est ligada ao espelho atravs de uma mola distendida, cujo comprimento de 17 cm quando no solicitada. Despreze o atrito e suponha que a constante elstica da mola seja de 100 N/m. 7 QUESTO Num laboratrio realizou-se a experincia ilustrada na figura abaixo. O resistor de 2 est imerso em o 50 g de gua a 30 C num recipiente adiabtico. Inicialmente, o capacitor C1 estava descarregado. Comutou-se a chave CH1 para a posio 1 at que o capacitor se carregou. Em seguida, comutou-se a chave CH1 para a posio 2 at que o capacitor se descarregou. Este procedimento foi repetido por 220 vezes consecutivas at que a gua comeou a ferver.a a 3

a

Considerando-se total a transferncia de calor entre o resistor e a gua, determine a capacitncia de C1. Dados: calor especfico da gua = 1 cal/g C. o temperatura de ebulio da gua = 100 C. 8 QUESTO Um aluno observa um bloco de 50 g que est obrigado, por um fio inextensvel e de massa desprezvel, a comprimir em 5 cm uma mola com constante elstica de 20 N/cm, conforme a figura 1.a o

Todo o conjunto (bloco, mola e plano inclinado) movimenta-se com velocidade de 3 m/s para a direita, em relao ao aluno. O fio cortado, o bloco se desloca e liberado da mola a partir do instante em que esta no mais contrada (instante representado na figura 2).

O aluno necessita saber a respeito da velocidade do bloco em relao ao referencial xy, em que est localizado. Para tal, faa o grfico das componentes da velocidade nesse referencial, desde o instante que o bloco liberado at ele atingir o cho. Dado: acelerao da gravidade g = 10 m/s . 9 QUESTO Um carrinho de massa m = 20 kg encontra-se numa posio inicial comprimindo uma mola de constante elstica K = 18 kN/m em s = 10 cm, estando a mola presa a uma parede vertical, conforme mostra a figura abaixo. Aps liberado do repouso, o carrinho se desloca ao longo da superfcie horizontal e sobe a prancha inclinada OB, de comprimento L = 180 cm, at atingir o repouso. Considerando-se desprezveis o efeito do atrito ao longo do percurso e o peso da prancha e adotando o valor da acelerao 2 gravitacional igual a 10 m/s , determine, neste instante, a fora normal por unidade de rea no tirante AB com seo circular de dimetro d = 1,5 mm.a 2

OBS: o carrinho no est preso mola.

Dado: cos 15 = 0,97 10 QUESTO Um condutor em forma de U encontra-se no plano da pgina. Um segundo condutor retilneo, apoiado sobre o primeiro, move-se horizontalmente para a direita com velocidade constante v = 5 m/s, conform