IME 2022 Física - Questões

Filtro de Questões

Abrir Opções Avançadas

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:

Dados: • massa da esfera: $m = 50\ g$; • carga elétrica da esfera: $q = - 10\ C$; • intensidade do campo elétrico: $|\vec{E}| = 0,07\ N/C$; • velocidade angular do eixo:$\omega= 120\ rpm$; • comprimento do cabo: $L = 30\ cm$; • aceleração da gravidade: $g = 10\ m/s^2$; e • $\pi^2\approx10$ Observação: • a espessura do eixo vertical é desprezível.

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:

Observações: • para cada ponto da semicircunferência
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

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


Um prisma possui um ângulo agudo $\alpha$ e índice de refração variável de acordo com a expressão: $n(\lambda)=A+\frac{B}{\lambda^2}$ em que $A$ e $B$ são constantes e $\lambda$ é o comprimento de onda.

Uma luz branca vinda do ar ($n_0=1$) incide sobre a face vertical do prisma e sofre dispersão cromática no seu interior, voltando para o ar ao sair do prisma. Tal luz, possui componentes espectrais no intervalo: $\lambda_1\leq \lambda \leq \lambda_2$.

Diante do exposto, a maior abertura angular $\Delta \theta$ entre as componentes espectrais é aproximadamente:

Consideração: • os ângulos $\theta_0$ e $\alpha$ são tão pequenos que a aproximação $\sin(x)\approx x$ é válida para $x=\theta_0$ ou $x=\alpha$.

Gás

$v\ [m/s]$

argônio

$319$

criptônio

$221$

hélio

$1007$

hidrogênio

$1270$

oxigênio

$326$

xenônio

$178$

fonte: https://pages.mtu.edu/~suits/SpeedofSoundOther.html

A tabela mostra a velocidade $v$ do som, a $20\,^{\circ}\text{C}$ e $1\text{ atm}$, em seis gases diferentes. Quando um tubo aberto em uma das extremidades é enchido com oxigênio, a frequência do primeiro harmônico do som produzido pelo tubo é $163\text{ Hz}$. Quando o oxigênio é substituído por um dos cinco gases restantes, a frequência do quinto harmônico do som produzido pelo tubo é $2517{,}5\text{ Hz}$. Isso significa que o gás escolhido para o segundo experimento foi o:


Carregando...