IME 2014 Física - Questões

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Dois corpos iguais deslizam na mesma direção e em sentidos opostos em um movimento retilíneo uniforme, ambos na mesma velocidade em módulo e à mesma temperatura. Em seguida, os corpos colidem. A colisão é perfeitamente inelástica, sendo toda energia liberada no choque utilizada para aumentar a temperatura dos corpos em $2 \ K$. Diante do exposto, o módulo da velocidade inicial do corpo, em $m/s$, é

Dado:
- Calor específico dos corpos: $2 \frac{J}{kg \cdot K}$.

O cérebro humano determina a direção de onde provém um som por meio da diferença de fase entre as ondas sonoras que chegam ao ouvido. Um carro que se aproxima de um pedestre a uma velocidade de $36 \ km/h$ faz soar continuamente a buzina, cuja frequência é $1200 \ Hz$. Calcule a diferença de fase, em graus, entre o som que chega ao ouvido direito e o som que chega ao ouvido esquerdo do pedestre.

- velocidade do som no local: $340 \ m/s$;
- distância entre os ouvidos do pedestre: $20 \ cm$;
- o pedestre está voltado para o norte;
- o carro se move no sentido leste-oeste diretamente para o local onde se encontra o pedestre.

Um espelho plano gira na velocidade angular constante $\omega$ em torno de um ponto fixo $P$, enquanto um objeto se move na velocidade $v$, de módulo constante, por uma trajetória não retilínea. Em um determinado instante, a uma distância $d$ do ponto $P$, o objeto pode tomar um movimento em qualquer direção e sentido, conforme a figura acima, sempre mantendo constante a velocidade escalar $v$. A máxima e a mínima velocidades escalares da imagem do objeto gerada pelo espelho são, respectivamente


Dois músicos com seus respectivos violões afinados participam de um dueto. No início do concerto, é ligado um aparelho de ar condicionado próximo a um deles e, após alguns minutos, percebe-se uma frequência de batimento $f_{bat}$ produzida pela quinta corda dos violões, no modo fundamental. Considerando que ambas as cordas permaneçam com o comprimento inicial $L_0$, determine a variação de temperatura sofrida pela corda do violão próximo ao ar condicionado.

Dados:
- constante elástica da corda: $k$;
- massa específica linear da corda: $\mu$;
- coeficiente de dilatação linear: $\alpha$;
- frequência da quinta corda do violão afinado: $f$.

Observação:
- despreze o efeito da temperatura no outro violão.

Sobre um trilho sem atrito, uma carga $+Q$ vem deslizando do infinito na velocidade inicial $v$, aproximando-se de duas cargas fixas de valor $-Q$. Sabendo que $r << d$, pode-se afirmar que


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