IME 1991 Física - Questões

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As transformações politrópicas dos gases perfeitos são regidas pela equação $PV^n= K$, onde $P$ é a pressão do gás, $V$ o seu volume e $n$ e $K$ são constantes. Determine o valor de $n$ para que a constante $K$ tenha a dimensional de trabalho.

Um observador escuta a buzina de um carro em duas situações diferentes: 

  • Na primeira, o observador está parado e o carro se afasta com velocidade $V$; 

  • Na segunda, o carro está parado e o observador se afasta com velocidade $V$. 

Em qual das duas situações o tom ouvido pelo observador é mais grave? Justifique sua resposta.

Observe a figura abaixo. Os dois compartimentos, isolados entre si, contêm um gás perfeito, à mesma temperatura, e são separados por um êmbolo livre. Na situação mostrada, $V_1=2V_2$. Através de um processo isotérmico, retira-se parte da massa do compartimento (1) até que o novo volume de (2) seja o dobro de (1).

Determine a fração de massa retirada do compartimento (1).

OBS.: despreze o atrito entre o êmbolo e a parede.

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 cinético é $\mu = 0{,}2$. 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 não têm atrito e que o coeficiente de restituição entre "$P$" e "$Q$" é $0{,}8$, determine a altura "$h$".

Dados:
$\quad g = 10\ m/s^2 \\\quad r = 2{,}5\ m\\\quad x = 2 \sqrt{11}\\\quad \theta = 45^{\circ}\\$
OBS: Despreze a resistência do ar e as dimensões dos blocos.

Um fio preso na extremidade O atravessa a argola fixa em A e sustenta um corpo de massa $m=3{,}2\ kg$. A densidade linear de massa do fio é de $4\ g/m$. O corpo move-se formando um pêndulo cônico conforme a figura.

Determine a menor frequência possível para uma onda estacionária que oscile na parte horizontal do fio.

$g=10\ m/s^2$

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