IME 2022 Física - Questões
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A figura mostra uma pequena esfera carregada, interligada por um cabo de comprimento $L$, inextensível e de massa desprezível, que gira em torno de um eixo vertical com velocidade angular $\omega$. O movimento da esfera ocorre numa região submetida a um campo elétrico uniforme $E$, conforme indicado na figura.
O ângulo $\theta$ formado entre o cabo e o eixo é aproximadamente:
O submarino, mostrado na Figura 1, esta com os tanques de lastro vazios de água e, nestas condições, possui massa especifica $\mu_{s} = \pu{0,92 g/cm^3}$, quando está sem tripulação e suprimentos.
Na Figura 2, ilustra-se um dos dois tanques cilíndricos de lastro idênticos, que podem ser preenchidos com água do mar. Os êmbolos são acionados por motores elétricos, sendo movimentados entre os batentes, de modo a regular o volume de água do mar nesses tanques. Considere que o tanque de lastro esteja sem água com o êmbolo na posição 2 e com $\pu{59,5 m^3}$ de água do mar com o êmbolo na posição 1, quando estiver cheio.
Admitindo que, em determinada missão, embarcaram tripulantes e suprimentos, perfazendo uma massa de $\pu{5880 kg}$, determine:
a) a porcentagem do volume do submarino que ficará submersa após o embarque, supondo os tanques de lastro com os êmbolos na posição 2;
b) a massa total de água do mar, em $\pu{kg}$, que deverá ser introduzida nos tanques de lastro para que ocorra a completa submersão do submarino;
c) os máximos módulos das acelerações verticais, em $\pu{m/s^2}$, para emergir e para submergir o submarino, desconsiderando a força de resistência da água do mar e estando o submarino estabilizado em determinada profundidade.
Conforme ilustrado na figura, uma fonte localizada na extremidade de um anteparo, que é reflexivo e tem a forma de uma semicircunferência, emite raios luminosos de comprimento de onda constante, em fase, em todas as direções.
Sabendo que a razão entre o raio da semicircunferência e o comprimento de onda é $30$, o número $N$ de máximos locais de interferência que serão observados no anteparo é tal que:
considere apenas o efeito da interferência de uma única reflexão
como exemplificado na figura; e • considere que
na reflexão
o raio luminoso sofra uma inversão de fase
Na figura, encontra-se ilustrado um experimento, em que o canhão preso ao bloco efetua um movimento harmônico simples (MHS) na região sujeita ao campo magnético constante, disparando horizontalmente e continuamente um feixe de elétrons. Nele, observou-se que, nos momentos em que o bloco está com a maior energia cinética, ora os elétrons colidem ortogonalmente contra o anteparo, ora colidem frontalmente contra a traseira do canhão, após tangenciarem o anteparo.
Determine:
a) a amplitude de oscilação do bloco para que o experimento seja viável, em função de $v$, $M$ e $k$;
b) o ângulo de impacto entre o anteparo e os elétrons disparados quando o bloco estiver com velocidade nula;
c) a densidade de fluxo magnético do campo $\vec{B}$, para que o experimento seja viável, em função de $e$, $m_e$, $v$ e $d$;
d) os possíveis valores de $d$ em relação a $v$, $M$ e $k$ impostos pelo tempo de viagem dos elétrons até o choque frontal com a traseira do canhão.
Uma fonte sonora $A$, que emite um som de frequência constante, e um observador $B$ estão próximos um do outro e movem-se lentamente de acordo com as equações temporais no Plano $XY$ mostradas abaixo:$$x_A=\cos(t)+\log(1+t)$$$$Y_A=2t+3$$$$X_B=\log(1+t)-\sin(t)$$$$Y_B=2t-1$$Considerando que a fonte sonora emita um som de frequência constante, a frequência percebida pelo observador, dentre as opções, é desprovida de efeito Doppler quando o instante $t$ for
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