IME 2010 Física - Questões

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A figura composta por dois materiais sólidos diferentes $A$ e $B$, apresenta um processo de condução de calor, cujas temperaturas não variam com o tempo. É correto afirmar que a temperatura $T_2$ da interface desses materiais, em kelvins, é:

Observações:

  • $T_1$: Temperatura da interface do material $A$ com o meio externo

  • $T_3$: Temperatura da interface do material $B$ com o meio externo

  • $K_A$: Coeficiente de condutividade térmica do material $A$

  • $K_B$: Coeficiente de condutividade térmica do material $B$


Um dispositivo óptico de foco automático, composto por uma lente biconvexa delgada móvel, posiciona automaticamente a lente, de modo a obter no anteparo fixo a imagem focada do objeto, conforme apresentado na figura. Sobre esse dispositivo, instalou-se um circuito elétrico alimentado por $12 \  V$, composto de dois resistores fixos de $200 \  \Omega$ e dois resistores variáveis de $2{,}5\  \Omega /mm$. Quando a distância entre o objeto e a lente é $1{,}2 \ m$, a $ddp$ no circuito entre os pontos $A$ e $B$ é zero. Determine a distância d entre o objeto e a lente do dispositivo para a $ddp$ $V_B – V_A$, medida pelo voltímetro $V$, de $2{,}4\  V$.

A figura apresenta, esquematicamente, uma lente convergente de distância focal $f$ posicionada no plano de transição entre o vácuo e um material de índice de refração $n$. O fator de ampliação (tamanho da imagem dividido pelo tamanho do objeto) de um objeto muito pequeno (se comparado com as dimensões da lente) colocado a uma distância $p$ da lente é:


Um capacitor de capacitância inicial $C_0$ tem suas placas metálicas mantidas paralelas e afastadas de uma distância d pelos suportes e conectadas a uma fonte de $V_0$ volts, conforme a figura (SITUAÇÃO 1). No interior de tal capacitor, encostada às placas, se encontra uma mola totalmente relaxada, feita de material isolante e massa desprezível. Em determinado instante a fonte é desconectada e, em seguida, a placa superior é liberada dos suportes, deslocando-se no eixo vertical. Considerando que a placa superior não entre em oscilação após ser liberada e que pare a uma distância $L$ da placa inferior (SITUAÇÃO 2), determine:

a) a energia total em cada uma das duas situações, em função de $C_0$, $V_0$ , $d$ e $L$;

b) a constante elástica da mola em função de $C_0$, $V_0$ e $d$ que resulte em um afastamento de $L = d/2$ entre as placas do capacitor.

Observações: Despreze o peso da placa superior
o efeito de borda no capacitor e o efeito da mola sobre a capacitância. Os suportes são de material isolante.

A figura mostra duas barras $AC$ e $BC$ que suportam, em equilíbrio, uma força $F$ aplicada no ponto $C$. Para que os esforços nas barras $AC$ e $BC$ sejam, respectivamente, $36\  N$ (compressão) e $160\  N$ (tração), o valor e o sentido das componentes vertical e horizontal da força $F$ devem ser:

Observação:

  • Despreze os pesos das barras e adote $\sqrt3 = 1,7$.


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