IME 1999 Física - Questões

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Uma gota de chuva cai verticalmente com velocidade constante igual a $v$. Um tubo retilíneo está animado de translação horizontal com velocidade constante $v\sqrt3$.

Determine o ângulo $\theta$, de modo que a gota de chuva percorra o eixo do tubo.

Um cilindro com um êmbolo móvel contém $1\text{ mol}$ de um gás ideal que é aquecido isobaricamente de $300\text{ K}$ até $400\text{ K}$. Ilustre o processo em um diagrama pressão versus volume e determine o trabalho realizado pelo gás, em Joules.

Dados: - constante universal dos gases ideais: $0{,}082\ (\text{atm}\cdot \ell)/(\text{mol}\cdot\text{K})$; - $1\text{ atm}=10^5\text{ Pa}$.

a) Um recipiente cilíndrico de paredes opacas está posicionado de tal forma que o observador só tenha visada até a profundidade indicada pelo ponto $E$ sobre a geratriz oposta ao observador, como mostra a figura. Colocando-se um determinado líquido no recipiente até a borda, o observador, na mesma posição, passa a ter seu limite de visada na interseção do fundo com a mesma geratriz (ponto $D$).

Determine o índice de refração do líquido.

b) Uma máquina fotográfica obtém, em tamanho natural, a fotografia de um objeto quando sua lente está a $10\ cm$ do filme.

Determine a separação que deve existir entre a lente e o filme para que se obtenha a fotografia nítida de um coqueiro que se encontre a uma grande distância.

Ao encher-se um recipiente com água, o som produzido fica mais agudo com o passar do tempo.

a) Explique por que isto ocorre;

b) Determine uma expressão para a frequência fundamental do som em função do tempo, para o caso de um recipiente cilíndrico com $6\ cm$ de diâmetro e $30\ cm$ de altura, sabendo que a vazão do líquido é de $30\ cm^3/s$. Suponha que a velocidade do som no ar no interior do recipiente seja $340\ m/s$.

Uma partícula de massa $m$ e carga $q$ viaja a uma velocidade $v$ até atingir perpendicularmente uma região sujeita a um campo magnético uniforme $B$.

Desprezando o efeito gravitacional e levando em conta apenas a força magnética, determine a faixa de valores de $B$ para que a partícula se choque com o anteparo de comprimento $h$ localizado a uma distância $d$ do ponto onde a partícula começou a sofrer o efeito do campo magnético.

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