IME 1994 Física - Questões

Um extintor é colocado em repouso sobre uma superfície áspera e, em seguida, é aberta a torneira da mangueira. Admitindo que a massa líquida seja expelida com velocidade $v$ constante, que a mangueira tenha raio de seção reta $r$, que o líquido tenha densidade $\rho$ e que a mangueira permaneça esticada na horizontal, determine a força horizontal que a superfície deve exercer sobre o extintor para mantê-lo parado onde foi deixado.

Uma pequena esfera está suspensa por um fio ideal que está preso ao teto de um vagão. O trem faz uma curva plana horizontal de raio $r$, com velocidade $v$ constante. Determine o ângulo $\theta$ que o fio forma com a direção vertical.

Entre duas placas metálicas iguais e paralelas, $P_1$ e $P_2$, inicialmente afastadas de $d_1$ metros, há uma tensão elétrica de $V_1$ volts.

A placa $P_1$, mantendo-se sempre paralela a $P_2$, pode mover-se apoiada no bloco isolante termoelétrico $A$ fixado no extremo de uma barra metálica $B$ de comprimento $\ell_1$ metros, a qual está inicialmente à temperatura de $t_1\  ^\circ\text{C}$.

Aquecendo-se a barra até $t_2 \ ^\circ\text{C}$, a tensão entre as placas fica igual a $V_2$ volts.

Determine, em função dos dados, a expressão literal da constante de dilatação térmica linear, $\alpha$, da barra $B$. Despreze as massas do bloco $A$ e da placa $P_1$ e suponha o bloco $A$ indeformável.

Um cubo de $4$ centímetros de aresta, feito de material dielétrico, tem a face interior $\text{(ABCD)}$ e a face superior $\text{(EFGH)}$ cobertas por finas placas metálicas quadradas, entre as quais há uma tensão elétrica de $173$ volts (a placa superior é a de potencial mais positivo).

Calcule o trabalho necessário para se levar uma partícula de massa desprezível, carregada com $+2\times 10^{-6}$ Coulombs, do ponto $\text{A}$ para o ponto $\text{H}$.

Um fio de cobre, de comprimento $\ell$, seção $S$, percorrido por uma corrente elétrica $i$, balança entre as faces $X$ e $Y$ de um ímã, suspenso por tirantes rígidos (de massa desprezível) de comprimento $L$. Na posição mostrada na figura abaixo, determine: