IME 1997 Física - Questões

Suponha que a velocidade de propagação $v$ de uma onda sonora dependa somente da pressão $P$ e da massa específica do meio $\mu$, de acordo com a expressão:$$v = P^{x}{\mu}^{y}$$Use a equação dimensional para determinar a expressão da velocidade do som, sabendo-se que não existe constante adimensional entre estas grandezas.

Um disco rotativo paralelo ao solo é mostrado na figura. Um inseto de massa $m=1{,}0\ g$ está pousado no disco a $12{,}5\ cm$ do eixo de rotação. Sabendo-se que o coeficiente de atrito estático do inseto com a superfície do disco é ${\mu}_{e}=0{,}8$, determine qual o valor mínimo da velocidade angular, em $\text{rpm}$ (rotações por minuto), necessário para arremessar o inseto para fora do disco.

Um corpo de $4 \ kg$ é puxado para cima por uma corda com velocidade constante igual a $2 \ m/s$. Quando atinge a altura de $7 \ m$ em relação ao nível da areia de um reservatório, a corda se rompe, o corpo cai e penetra no reservatório de areia, que proporciona uma força constante de atrito iqual a $50 \ N$. É verificado que o corpo leva $4 \ s$ dentro do reservatório até atingir o fundo. Faça um esboço gráfico da velocidade do corpo em função do tempo, desde o instante em que a corda se rompe ($P_0$) até atingir o fundo do reservatório ($P_2$), indicando os valores para os pontos $P_0$, $P_1$ e $P_2$, sendo $P_1$ o início do reservatório.

Uma barra uniforme e homogênea de peso $P$, tem seu centro de gravidade $(C.G.)$ na posição indicada na figura abaixo. A única parede considerada com atrito é aquela na qual a extremidade esquerda da barra está apoiada. O módulo da força de atrito $F_{at}$ é igual ao peso da barra. Determine o valor do ângulo na posição de equilíbrio, em função do comprimento da barra $L$ e da distância entre as paredes $a$.

Dois corpos, cujas temperaturas iniciais valem $T_1$, e $T_2$,  interagem termicamente ao longo do tempo e algumas das possíveis evoluções são mostradas nos gráficos abaixo. Analise cada uma das situações e discorra a respeito da situação física apresentada, procurando, caso procedente, tecer comentários acerca dos conceitos de reservatório térmico e capacidade térmica. Fundamente, sempre que possível, suas afirmações na Primeira Lei da Termodinâmica.